Молекулярно-цитогенетическая характеристика прицентромерного гетерохроматина у близкородственных видов подгруппы Melanogaster рода Drosophila (Diptera)

Усов, Константин Евгеньевич

Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему
Молекулярно-цитогенетическая характеристика прицентромерного гетерохроматина у близкородственных видов подгруппы Melanogaster рода Drosophila (Diptera)
ВАК РФ 03.02.07, Генетика

Автореферат диссертации по теме "Молекулярно-цитогенетическая характеристика прицентромерного гетерохроматина у близкородственных видов подгруппы Melanogaster рода Drosophila (Diptera)"

0046

9282

Усов Константин Евгеньевич

МОЛЕКУЛЯРНО-ЦИТОГЕНЕТИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ПРИЦЕНТРОМЕРНОГО ГЕТЕРОХРОМАТИНА У БЛИЗКОРОДСТВЕННЫХ ВИДОВ ПОДГРУППЫ MELANOGASTER РОДА DROSOPHILA (DIPTERA)

Генетика-03.02.07

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

2 D г,ИЗ 2011

Томск 2010

004619282

Работа выполнена в лаборатории эволюционной цитогенетики Научно-исследовательского института биологии и биофизики Томского государственного университета, г. Томск.

Научный руководитель: д-р биол. наук, профессор Стегний В.Н.

Научно-исследовательский институт биологии и биофизики Томского государственного университета, г. Томск

Официальные оппоненты: д-р биол. наук Серов О.Л.

Институт цитологии и генетики СО РАН, г. Новосибирск

д-р биол. наук Демаков С.А. Институт химической биологии и фундаментальной медицины СО РАН, г. Новосибирск

Ведущее учреждение: Учреждение Российской академии наук

Институт биологии развития им. Н.К. Кольцова, г. Москва

Защита состоится «26» января 2011 г. на утреннем заседании Диссертационного совета Д 003. 011. 01 по защите диссертаций на соискание ученой степени доктора наук в Институте цитологии и генетики СО РАН по адресу: 630090, г. Новосибирск, пр. Академика Лаврентьева, 10. Факс: (383)3331278; e-mail: dissov@bionet.nsc.ru.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Института цитологии и генетики СО РАН.

Автореферат разослан « "{ » дяулуЛгт г.

Ученый секретарь \ (

Диссертационного совета, ^

доктор биологических наук Т. М. Хлебодарова

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность работы. Хроматин определяют как комплекс геномной ДНК, гистоновых и негистоновых белков и РНК. Различают два типа хроматина - эухроматин и гетерохроматин. Среди целого ряда проблем, связанных с изучением гетерохроматина, наибольшее значение, в общебиологическом смысле, представляют проблемы, затрагивающие эволюционную роль гетерохроматина, его возможное участие в процессах видообразования. Гетерохроматин обладает высокой эволюционной лабильностью, как на цитогенетическом, так и на молекулярном уровне. На основе этого выдвинуто предположение о возможной роли реорганизации гетерохроматина при видообразовании. Видообразование может происходить за счет изменения количества, структуры гетерохроматина, а также перераспределения его по хромосомам (Корочкин, 1983; Кикнадзе и др., 1991; Стегний, 1991; Hennig, 1999; Корочкин, 2002). Поэтому в данном контексте является актуальным изучение гетерохроматина у филогенетически близких видов. Удобным объектом для этой цели являются виды Drosophila подгруппы melanogaster. Эта подгруппа включает два комплекса: комплекс «melanogaster» (D. melanogaster, D. simulons, D. sechellia, D. mauritiana) и комплекс «yakuba» (D. orena, D. erecta, D. teissieri, D. yakuba, D. santomea) (Ashbumer, 1989; Lachaise et al., 2000).

Для многих видов данной подгруппы (D. melanogaster, D. simulons, D. sechellia, D. erecta, D. yakuba) полностью или частично известна нуклеотидная последовательность ДНК эухроматина (Clark et al., 2007). Наиболее полные данные о последовательностях ДНК эухроматина и гетерохроматина к настоящему моменту опубликованы только для D. melanogaster (Clark et al., 2007). Размер генома D. orena больше чем у остальных видов подгруппы, в основном за счет повышенного содержания повторенной ДНК гетерохроматина (Boulesteix et al., 2006) и данные о последовательностях генома этого вида практически отсутствуют в литературе. Известно, что гетерохроматин в ядрах трофоцитов яичников Drosophila представлен в большей степени, чем в ядрах клеток слюнных желез (Mal'ceva, Zhimulev, 1993). В связи с этим, изучение состава ДНК хромоцентра трофоцитов D. orena может дать общее представление об организации последовательностей ДНК гетерохроматина у этого вида.

В 1979 г. был выявлен новый видоспецифичный признак -пространственная организация политенных хромосом в ядрах клеток генеративной системы малярийных комаров (Стегний, 1979). Обнаруженный феномен реорганизации архитектуры интерфазного ядра в клетках генеративной системы, которая, вероятно, происходит при видообразовании, был назван системной мутацией (Стегний, 1993). Подобный феномен был выявлен и у близкородственных видов Drosophila (Стегний, Вассерлауф, 1994; Вассерлауф, 2008). Так, у видов подгруппы melanogaster была выявлена следующая реорганизация хромосом в ядрах трофоцитов при видообразовании: от локального хромоцентра, характерного для анцестрального вида D. orena, к диффузному хромоцентру (D. simulons, D. sechellia, D. erecta), к независимо расположенным хромосомам (D. yakuba, D. teissieri, D. mauritiana, D. santomea) и к прикреплению хромосом центромерными или теломерными районами к

ядерной оболочке (D. melanogaster) (Стегний, Вассерлауф, 1994). Известно, что гетерохроматин определяет пространственную организацию хромосом в интерфазном ядре. При изменениях гетерохроматина связанных с его количеством, структурой и его межхромосомным перераспределением, вероятно, может происходить изменение пространственной ориентации хромосом в клетках генеративной системы. Таким образом, изучение и сравнение состава ДНК районов прицентромерного гетерохроматина политенных хромосом трофоцитов у близкородственных видов подгруппы melanogaster представляется актуальным для понимания механизмов реорганизации архитектуры интерфазного ядра.

Цель и задачи работы. Цель работы: охарактеризовать состав ДНК хромоцентра трофоцитов яичников D. огепа и исследовать распределение последовательностей ДНК из хромоцентра на первичных политенных хромосомах трофоцитов у близкородственных видов подгруппы melanogaster рода Drosophila.

Были поставлены следующие задачи:

1. Провести микродиссекцию хромоцентра первичных политенных хромосом трофоцитов яичников D. огепа и создать районоспецифичную библиотеку ДНК.

2. Осуществить клонирование в плазмидном векторе фрагментов ДНК районоспецифичной библиотеки хромоцентра первичных политенных хромосом трофоцитов яичников D. огепа и определить нуклеотидную последовательность этих фрагментов.

3. Провести поиск гомологии фрагментов районоспецифичной библиотеки ДНК с известными повторяющимися и уникальными последовательностями из геномов разных видов Drosophila при помощи программ «RepeatMasker», «BLAST» и проанализировать фрагменты на наличие внутренних тандемных повторов при помощи программы «Tandem Repeats Finder».

4. Осуществить флуоресцентную in situ гибридизацию зонда на основе районоспецифичной библиотеки ДНК на первичные политенные хромосомы трофоцитов видов подгруппы melanogaster рода Drosophila.

Научная новизна работы. Впервые был изучен молекулярный состав ДНК хромоцентра трофоцитов D. огепа. В результате анализа нуклеотидной последовательности клонов в составе минибиблиотеки ДНК хромоцентра D. огепа были обнаружены разнообразные повторяющиеся последовательности ДНК (представители различных классов МГЭ, среди которых преобладали LTR-ретротранспозоны и LINE-элементы; минисателлиты и другие различающиеся по нуклеотидной последовательности повторы), а также последовательности, гомологичные генам.

In situ гибридизация ДНК-зонда из хромоцентра трофоцитов D. огепа с первичными политенными хромосомами трофоцитов видов подгруппы melanogaster и анализ состава ДНК хромоцентра позволили установить, что хромоцентр трофоцитов D. огепа и прицентромерный гетерохроматин видов данной подгруппы (D. erecta, D. teissieri, D. yakuba, D. santomea, D. simulans, D. melanogaster, D. sechellia, D. mauritiana) содержат консервативные

последовательности ДНК, среди которых преобладают разные типы повторов, но также встречаются последовательности, гомологичные генам.

Показано, что ДНК из хромоцентра D. огепа консервативна в плане своего распределения преимущественно в прицентромерных районах всех хромосом у видов подгруппы melanogaster, несмотря на различия во взаимном расположении хромосом в трофоцитах у этих видов.

Показано, что у D. огепа хромоцентр трофоцитов не подвергается деконденсации в ядрах с ретикулярной структурой и сохраняет свое компактное состояние, в то время когда происходит дезинтеграция всех хромосом и ядро приобретает ретикулярную (сетчатую) структуру.

Положения, выносимые на защиту. 1) Установлено, что в состав ДНК хромоцентра политенных хромосом трофоцитов D. огепа входят: диспергированные повторы (представители разных классов МГЭ); тандемные повторы; последовательности, гомологичные генам. 2) Показано, что районоспецифичная ДНК из хромоцентра D. огепа консервативна в плане своей локализации в прицентромерных районах хромосом X, 2 и 3 трофоцитов яичников всех видов подгруппы melanogaster.

Практическая значимость работы. Полученная районоспецифичная библиотека «Dorel», а также клоны минибиблиотеки ДНК из хромоцентра D. огепа являются ценным материалом для проведения дальнейших исследований гетерохроматина у видов подгруппы melanogaster, и, возможно, у других видов Drosophila. Нуклеотидные последовательности клонов минибиблиотеки опубликованы в электронной базе данных «GenBank» (индексы доступа с НМ594089 по НМ594162).

Полученные результаты могут быть использованы при чтении лекций по ряду биологических дисциплин.

Апробация результатов работы. Результаты исследований были представлены на IV международной конференции по кариосистематике беспозвоночных животных «KARYO-IV», Санкт-Петербург (2006), на VII Межрегиональном совещании энтомологов Сибири и Дальнего Востока (в рамках Сибирской зоологической конференции) «Энтомологические исследования в Северной Азии», Новосибирск (2006), на Международной молодежной научно-методической конференции «Проблемы молекулярной и клеточной биологии», Томск (2007), на Международной конференции, посвященной памяти А.А. Прокофьевой-Бельговской, «Хромосома 2009», Новосибирск (2009), на V Съезде Вавиловского общества генетиков и селекционеров, посвященному 200-летию со дня рождения Чарльза Дарвина, «ВОГиС», Москва (2009). По теме диссертации сделано три публикации в отечественных журналах рецензируемых ВАК.

Вклад автора. Основные результаты настоящего исследования получены автором самостоятельно. Микродиссекция и DOP-ПЦР проводились совместно с д-ром биол. наук Н.Б. Рубцовым и канд. биол. наук Т.В. Карамышевой (ИЦиГ СО РАН, г. Новосибирск). Секвенирование и анализ последовательностей ДНК in silico - с канд. биол. наук Е.А. Елисафенко (ИЦиГ СО РАН, г. Новосибирск) и мл. науч. сотр. Т.А. Шелковниковой (НИИ ББ ТомГУ, г. Томск).

Структура и объем работы. Диссертация состоит из списка сокращений, введения, обзора литературы, материалов и методов, результатов и обсуждения, заключения, выводов, списка использованной литературы, в который входит 188 ссылок. Работа изложена на 119 страницах, содержит 19 рисунков и 7 таблиц.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

1. Объекты исследования. В данной работе были использованы следующие виды рода Drosophila (отряд Díptera) подгруппы melanogaster. комплекс «yakuba»: D. orena Tsacas, David и D. santomea Lachaise, Harry (любезно предоставлены F. Lemeunier (Laboratoire Populations, Ge'ne'tique et Evolution, Gif-sur-Yvette, Франция)), D. teissieri Tsacas, D. erecta Tsacas, Lachaies, D. yakuba Burla (получены из Tucson Stock Center, Аризона (США)); комплекс «melanogaster»: D. melanogaster Meigen (лабораторная линия Canton S), D. simulons Sturtevant, D. mauritiana Tsacas, David, D. seehellia Tsacas, Baechli (получены из Tucson Stock Center, Аризона (США)).

2. Приготовление препаратов политенных хромосом. Для приготовления воздушно-сухих препаратов политенных хромосом для микродиссекции и гибридизации in situ использовались яичники самок Drosophila в возрасте 1-1.5 суток. Яичники выделяли в 0.7 % растворе NaCl и фиксировали в растворе Карнуа (96 % этанол и ледяная уксусная кислота - 3:1). Затем яичники инкубировали в 45 %-ной уксусной кислоте в течение 5 минут, накрывали покровным стеклом и раздавливали. Все дальнейшие процедуры выполняли по стандартному протоколу (Макгрегор, 1986).

Для приготовления давленых лактоацетоорсеиновых препаратов политенных хромосом видов подгруппы melanogaster использовали яичники самок 1-1.5 суточного возраста, фиксированные в растворе Карнуа. Окраску политенных хромосом лактоацетоорсеином проводили по стандартной методике (Стегний, 1979). Препараты были проанализированы с помощью микроскопа Laboval 4 (Carl Zeiss, ГДР) (увеличение 10x100), и были получены фотографии при помощи фотонасадки и фотокамеры Olympus.

3. Микродиссекция хромоцентра Р. огепа и амплификация ДНК хромоцентра. Для получения набора фрагментов ДНК из хромоцентра политенных хромосом трофоцитов яичников D. огепа был использован метод микродиссекции, модифицированный для политенных хромосом (Рубцов и др., 1999). Микродиссекцию проводили на микроскопе AXIOVERT 10, оснащенном микроманипулятором MRmot (Zeiss, ФРГ) и механическим позиционером, в стерильных условиях специально приготовленными для этого микродиссекционными иглами. Диссектированный материал переносили в коллекционную каплю (20-40 нл), помещенную в силиконизированную микропипетку. Коллекционная капля содержала ЮмМ Трис HCl (pH 7.5), ЮмМ NaCl, 0.1 % SDS, 30 % глицерин, 500 мкг/мл протеиназы К (Boehringer Mannheim). По завершению сбора необходимого числа копий хромосомных районов, пипетку с диссектированным хромосомным материалом переносили в стальную коробку, помещенную в водяную баню (60 °С), на 2 часа. Амплификация диссектированного материала с частично вырожденным праймером - DOP-ПЦР проводилась, как описано ранее (Рубцов и др., 1999).

4. Клонирование фрагментов ДНК-библиотеки. Амплифицированную ДНК очищали с помощью колонки «QIA quick PCR Purification Column» (QIAGEN, Германия) и встраивали в плазмидный вектор pCR®4-TOPO® (TOPO ТА Cloning® Kit for Sequencing, Invitrogen, США). Полученную ДНК использовали для трансформации компетентных клеток Е. coli ТОРЮ методом теплового шока (Маниатис и др., 1984). Выращивание клеток на селективной среде, отбор колоний, их выращивание на жидкой среде и экстракцию плазмидной ДНК выполняли по стандартным протоколам (Маниатис и др., 1984). Наличие встройки проверяли амплификацией с праймерами M13F (5'-GTAAAACGACGGCCAG-3') и M13R (5'-CAGGAAACAGCTATGAC-3') и последующим электрофоретическим разделением фрагментов в 1.5 %-ном агарозном геле.

5. Секвенироваиие последовательностей ДНК-библиотеки. Клоны ДНК-библиотеки были секвенированы с помощью BigDye Terminators v. 3.1 (Applied Biosystems, США) на автоматическом секвенаторе лаборатории эпигенетики развития Института Цитологии и Генетики СО РАН (г. Новосибирск).

6. Анализ последовательностей ДНК-библиотеки in silico. Поиск тандемных повторов внутри клонированных фрагментов ДНК-библиотеки осуществлялся при помощи программы «Tandem Repeats Finden) Program Version 4.00 (Benson, 1999). Поиск гомологии клонированных фрагментов районоспецифичной библиотеки ДНК D. огепа с известными повторенными последовательностями из геномов различных видов Drosophila проводился с помощью программы «RepeatMasker» в базе данных «RepBase» (режим доступа http://repeatmasker.genome.washington.edu).

Поиск гомологии фрагментов ДНК-библиотеки D. огепа с известными уникальными последовательностями из геномов различных видов Drosophila осуществлялся с помощью программы «BLAST» в базе данных «FlyBase» (Drosophila Genome Projects Blast Searches, режим доступа: http://flybase.bio.indiana.edu).

7. Флуоресцентная in situ гибридизация. Введение метки в ДНК микродиссекционных ДНК-библиотек. ДНК метили прямым флуорохромом в 17 циклах полимеразной цепной реакции (амплификатор фирмы Eppendorf (Mastercycler® personal), температура крышки - 105 °С). 1 мкл DOP-библиотеки добавляли к 19 мкл ПЦР-смеси: 10х ПЦР-буфер с MgCl2, 2.5мМ MgCl2, 200 мкМ дАТФ, дЦТФ, дГТФ и 100 мкМ дТТФ и ЮОмкМ Tamra-5'-dUTP (ЗАО БИОСАН, Россия), 2 мкМ DOP-праймера (6-MW) (5'-CCGACTCGAGNNNNNNATGTGG-3'), и 0.5 ед. Ampli Taq ДНК-полимеразы (Fermentas, Франция). ПЦР проводили в режиме: денатурация 94 °С - 1 минута; отжиг 56 °С — 1.5 минуты; элонгация цепей при 72 °С - 2 минуты; с завершающей элонгацией цепей при 72 °С -8 минут.

Флуоресцентная гибридизация in situ. Все этапы FISH проводили согласно стандартному протоколу (Lichter et al., 1990). Хромосомы окрашивали флуоресцентным красителем DAPI, растворенном в антифэйде Vectashield (Vector Laboratories, Inc., Германия). Анализ и регистрацию результатов проводили с помощью флуоресцентного микроскопа Zeiss Axiolmager ZI (Carl

Zeiss, Германия), CCD-камеры AxioCam и программного обеспечения AxioVision LE Reí. 4.5.

В результате проведения FISH было проанализировано не менее 40 ядер трофоцитов для каждого вида подгруппы melanogaster.

РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ 1. Получение районоспецифичной библиотеки ДНК хромоцентра первичных политенных хромосом трофоцитов яичников Р. огепа. Используя метод микродиссекции политенных хромосом (Рубцов и др., 1999) было вырезано 4 хромоцентра с двух препаратов политенных хромосом трофоцитов яичников D. огепа. Диссектированный район представлен на рисунке 1. Затем диссектированный материал амплифицировали с помощью ПЦР с частично вырожденным праймером (DOP-ПЦР) и получили смесь фрагментов (районоспецифичную библиотеку ДНК) длиной от 200 до 1000 п. н., которой было присвоено имя «Dorel».

Рисунок 1 - Политенные хромосомы трофоцитов яичников D. огепа Примечание - Рамкой выделен микродиссектированный хромоцентр; XL, 2, 3 - политенные хромосомы.

2. Анализ состава ДНК хромоцентра первичных политенных хромосом трофоцитов Р. огепа. В результате клонирования в плазмидном векторе фрагментов районоспецифичной библиотеки ДНК хромоцентра политенных хромосом трофоцитов D. огепа было получено 133 клона. Далее было отобрано 76 клонов и проведено их секвенирование. Общая длина просеквенированных фрагментов составила 23940 п. н. Нуклеотидные последовательности фрагментов библиотеки были опубликованы в базе данных «GenBank» (режим доступа: http://www.ncbi.nlm.nih.gov; индексы доступа с НМ594089 по НМ594162). Затем эти фрагменты подверглись анализу при помощи различных пакетов компьютерных программ.

2.1. Анализ фрагментов библиотеки на наличие внутренних тандемных повторов. Известно, что короткие тандемные повторы являются одним из основных составляющих компонентов гетерохроматина (Plohl et al., 2008). Поэтому все фрагменты библиотеки были проанализированы на наличие тандемных повторов при помощи программы «Tandem Repeats Finder» Program Version 4.00 (Benson, 1999). В результате, внутри 4 фрагментов (1R, 6R, P36F, P97F) были найдены тандемно повторенные последовательности длиной от 14 до 38 п. н., причем фрагмент 6R содержал в себе два повтора, вложенных один в

другой. Консенсусная последовательность и другие характеристики повторов представлены в таблице 1.

Таблица 1 - Тандемные повторы в составе фрагментов библиотеки ДНК «Dorel»

Название фрагмента и его размер Размер повтора Количество копий повтора во фрагменте Консенсусная последовательность повтора

6R (193 п. н.) 19 3.5 TTTTG G ATT АА АТТТС AAA

6R 23 3.5 AGTTTTGGATTGAAATGTCTACA

P36F (283 п. н.) 38 2.1 TACGCTTTTTATGAAACAATATA GAAAAGTAGCAGAAGG

P97F (406 п. н.) 14 2.2 AATATTGACTACAG

1R (190 п. н.) 22 3.5 AGTTTTGGATTGAGATGTCACA

Обнаруженные в составе фрагментов библиотеки тандемные повторы относятся к минисателлитам, согласно классификации тандемных повторов приведенной в работе S. Wang с соавторами (Wang et al., 2008). В результате анализа генома D. melanogaster при помощи программы «Tandem Repeats Finder» были выявлены в довольно большом количестве различные микросателлиты, минисателлиты и сателлиты (Wang et al., 2008). В то время как в составе библиотеки D. огепа, при помощи данной программы, микросателлиты и сателлиты обнаружить не удалось.

В целом, надо сказать, что тандемные повторы могут составлять огромные по протяженности участки хромосом и гетерохроматина, но, тем не менее, они были обнаружены только внутри четырех из 76 проанализированных фрагментов библиотеки ДНК «Dorel» (таблица 1). Возможно, это связано с тем, что у D. огепа короткие тандемные повторы не занимают таких обширных участков гетерохроматина, как у D. melanogaster. Кроме того, гетерохроматин D. огепа может содержать большое количество длинных тандемных повторов, тогда как фрагменты библиотеки относительно небольшие по размеру (в среднем 200-250 п. н.).

2.2. Анализ фрагментов библиотеки ДНК «Dorel» на наличие гомологии с известными повторенными последовательностями из геномов различных видов Drosophila. С использованием базы данных программы «Repeat Masker» была найдена гомология 36 фрагментов библиотеки с различными классами повторов (таблица 2). Среди найденных повторов: один простой повтор - (TATATG)n; один фрагмент библиотеки имеет значимую гомологию с сателлитом (SAR) D. melanogaster, один Т-богатый повтор низкой сложности. Большинство фрагментов библиотеки ДНК «Dorel» (33 фрагмента) показало значимую гомологию с фрагментами известных мобильных элементов из геномов других видов подгруппы melanogaster.

Среди 33 фрагментов гомологичных участкам различных МГЭ: 25 фрагментов были гомологичны участкам ЬТЯ-ретротранспозонов, 5 -участкам ЫЫЕ-элементов.

Таблица 2 - Повторы в составе ДНК хромоцентра трофоцитов Р. огепа

Мобильные генетические элементы

LTR-ретротранспозоны LINE ДНК-транспозоны

Семейство Gypsy:

Gypsy 3_I; Gypsy 9_I; Gypsy4_I Gypsy 10 I; Gypsy 1; IDEFIX 1; Семейство Jockey. G3_DM; Гелитроны: DNAREP1DM;

DM297J; STALKER 4_I; HELENA RT Helitronl DYak

Quasimodo I; ZAM I;

HMSBEAGLE J; TV1_I; Семейство /:

QUASIMODO 2-1 _DM I DM

Семейство Roo:

ROO I Полинтоны:

Семейство Copia: Семейство CRI: Polinton-1 DY

Copia_I DMCR1A

Семейство Circe'.

Circe

Повторы

Сателлит Простой повтор Т-богатый

SARJDM (TATATG)n повтор низкой сложности

Для остальных показана значимая гомология с участками ДНК-транспозонов, полинтонов и гелитронов (Polintons и Helitrons) D. melanogaster и других видов: DNAREP1JDM, Polinton-1 _DY, Helitron-l_DYak.

Известно, что среди основных классов МГЭ как в эухроматине, так и в гетерохроматине D. melanogaster наиболее богато представлен класс LTR-ретротранспозонов, в меньшей степени представлены LINE-элементы и менее всего ДНК-транспозоны (Kaminker et al., 2002; Smith et al., 2007). Аналогичное соотношение классов МГЭ характерно и для библиотеки ДНК хромоцентра D. огепа.

Среди LTR-ретротранспозонов были обнаружены: gypsy (9 фрагментов), Idefix (4 фрагмента), ZAM (3 фрагмента), roo (3 фрагмента), Quasimodo (2 фрагмента), Stalker 4 (2 фрагмента), HMSBeagle (1 фрагмент) copia (1 фрагмент), tvl (1 фрагмент), circe (1 фрагмент). Пять фрагментов гомологичны участкам He-LTR-ретротранспозонов (LINE-элементов): cri (2 фрагмента), G3, Helena, I (по 1 фрагменту). Таким образом, библиотека хромоцентра D. огепа содержит значительное количество различных представителей семейства Gypsy, в то время как представители других семейств МГЭ встречались в меньшей степени.

Кроме того, была найдена значимая гомология фрагмента библиотеки «Dorel» с участком одного из представителей недавно открытого подкласса ДНК-транспозонов, названных полинтонами (Polintons) (Kapitonov, Jurka, 2006; Feschotte et al., 2009): Polinton-l _DY D. yakuba. Полинтоны являются самыми сложными ДНК-транспозонами эукариот, так, например Polinton-l_DYD. yakuba имеет длину 14782 п. н.

Также была найдена значимая гомология трех фрагментов библиотеки с участками сравнительно недавно открытых транспозонов, гелитронов (Helitrons), которые даже предложили выделить в отдельный подкласс ДНК-транспозонов (Feschotte et al., 2009): DNAREP1 D. melanogaster (2 фрагмента) и Helitron-1 D. yakuba (1 фрагмент). Присутствие элемента DNAREP1, свойственного геному D. melanogaster, в геноме D. orena не является необычным, так как этот элемент найден в геномах многих видов Drosophila, геномы которых были частично или полностью секвенированы. Но в то же время DNAREP1 не был обнаружен за пределами отряда Díptera (Kapitonov, Jurka, 2007). Известно, что геном D. melanogaster содержит огромное количество копий DNAREP1 - до нескольких тысяч (Kapitonov, Jurka, 2003), однако подобной обогащенности ДНК-библиотеки хромоцентра D. огепа этим элементом найдено не было.

Интересно, что степень дивергенции консенсусных последовательностей элементов Polinton-l_DY и Helitron-1 D. yakuba и последовательностей, найденных у D. огепа очень низка (8.7 % и 10.5 % соответственно), что, очевидно, связано с филогенетической близостью D. огепа и D. yakuba.

2.3. Анализ фрагментов библиотеки ДНК хромоцентра D. огепа на наличие гомологии с известными уникальными последовательностями из геномов различных видов Drosophila. Был осуществлен поиск гомологии фрагментов библиотеки D. огепа с уникальными последовательностями из полностью или частично аннотированных геномов других видов Drosophila подгруппы melanogaster в базе данных «FlyBase» при помощи программы «BLAST». В результате было показано, что четыре фрагмента (P13F, P70F, P71F, P84F) имеют значимую гомологию с аннотированными генами из геномов видов подгруппы melanogaster (таблица 3).

Так как из всех видов подгруппы melanogaster полная нуклеотидная последовательность генома была определена только у D. melanogaster (Adams et al., 2000; Clark et al., 2007), локализация генов до хромосомы (иногда до района) возможна только для этого вида. В случае других видов гомологичный фрагменту участок удавалось локализовать в лучшем случае до хромосомы, но чаще всего только до скэффолда.

Фрагмент P70F гомологичен участкам генов D. melanogaster (CG41042-RA), D. yakuba (GE22700-RA), D. erecta (GG23072-RA). Эти гены не имеют названия и занесены в базу данных под номерами. Процессы и функции, за которые отвечают эти гены, неизвестны, локализация известна только для гена D. yakuba (гетерохроматин хромосомы 3).

Фрагмент P84F обнаружил значимую гомологию (E-value=3.4e"23) с участком гена GG23098 D. erecta. Локализация в геноме и функции этого гена неизвестны.

Фрагмент P13F гомологичен участку гена DIP1 (Disco Interacting Protein 1), локализованному у D. melanogaster в p-гетерохроматине Х-хромосомы (район 20А4-20А5). Было показано, что этот ген выполняет несколько функций. Так, например, продукт гена DIP1 участвует в регуляции экспрессии гена Disco.

Таблица 3 - Гомология фрагментов библиотеки ДНК «Боге 1» с участками генов видов подгруппы melanogaster_

Название фрагмента и его размер Ген Вид E-value Локализация

P13F (468 п. н.) DIP1-RA D. melanogaster 9.6 e"26 Х-хромосома, район 20А4-20А5

P71F (227 п. н.) GE20549-RA D. yakuba 4.2 e-,u 2L

GM16518-RA D. sechellia 6.9 e72 Scaffold 26

GD10382-RA D. simulans 2.8 e-'4 2R

GG23178-RA D. erecta 3.9 e101 scaffold 4929

vlc-RA (vulcan) D. melanogaster 4.7 e79 2R-xp0M0C0Ma, район 41F8

P70F (241 п. н.) CG41042-RA D. melanogaster 2.3 elü неизвестна

GG23072-RA D. erecta 1.9 eJJ scaffold 4929

GE22700-RA D. yakuba 5.0 e82 гетерохроматин хромосомы 3

P84F (384 п. н.) GG23098 D. erecta 3.4 e23 scaffold_4929

Примечание - E-value - вероятность случайной гомологии.

В свою очередь ген Disco кодирует белок, который является фактором транскрипции (DeSousa et al., 2003). Кроме того, установлено, что белок DIP1 является компонентом ядерной оболочки и прочно связан с додекасателлитом из прицентромерного гетерохроматина хромосомы 3 D. melanogaster (Felice et al., 2003). Ортолог гена DIPl был найден у A. gambiae (ENSANGG00000013542) и D. erecta (GG17525).

Была также обнаружена значимая гомология фрагмента P71F с участками генов D. melanogaster (vulcan), D. erecta (GG23178-RA), D. simulans (GDI0382-RA), D. sechellia (GM16518-RA) и D. yakuba (GE20549-RA) (таблица 3). Ген Vulcan (vlc) D. melanogaster расположен на правом плече хромосомы 2 (район 41F8) и участвует в развитии конечностей из имагинальных дисков и межклеточной сигнализации. Особи, мутантные по этому гену, имеют деформированные конечности и гибнут на ранних стадиях развития (Gates, Thummel, 2000). Ортологи этого гена были найдены у А. gambiae (ENSANGG00000004932.3), С. elegans (W03A5), G. gallus (ENSGALGOOOOOO 14796.2).

Интересно, что среди фрагментов библиотеки хромоцентра D. огепа, представленных в таблице 3, наиболее высокую степень гомологии (самое низкое значение E-value) имеют фрагменты гомологичные участкам генов D. erecta. Так, гомология фрагмента P70F с геном GG23072-RA была 100 %, а в

случае с геном GG23178-RA E-value была очень низкой - 3.9е"1ш. Этот факт вполне объясним - согласно большинству схем филогении подгруппы melanogaster, D. erecta является самым близким в филогенетическом отношении видом к D. orena (Lachaise, Cariou, David, 1988; Стегний, Вассерлауф, 1994; O'Grady, Baker, Durando et al., 2001; Thomopoulos, 2004).

3. Распределение последовательностей ДНК из хромоцентра трофоцитов Р. arena на первичных политенных хромосомах трофоцитов у близкородственных видов подгруппы melanogaster. Материал «Dorel» был помечен Tamra-5'-dUTP и использован в качестве ДНК-пробы для гибридизации с политенными хромосомами трофоцитов яичников видов подгруппы melanogaster. D. orena, D. teissieri, D. yakuba, D. santomea, D. erecta, D. melanogaster (линия Canton S), D. simulons, D. mauritiana, D. sechellia. Изучение локализации пробы на хромосомах питающих клеток яичников 9 видов подгруппы melanogaster показало следующее.

Комплекс «yakuba» У D. огепа последовательности, гомологичные последовательностям районоспецифичной пробы, помимо хромоцентра были обнаружены в составе проксимальных районов всех хромосомных плеч (рисунок 2, а).

ч*

S (jm л

Рисунок 2 - FISH ДНК-пробы из хромоцентра D. огепа на политенные хромосомы трофоцитов видов комплекса «yakuba»

Примечание - а — D. огепа, б - D. erecta, в — D. teissieri, г - D. yakuba, д -D. santomea', XL, 2, 3 - политенные хромосомы; С - центромерные районы; Ch -хромоцентр; стрелкой указана локализация пробы в субтеломерном районе хромосомы 3.

У D. erecta кроме прицентромерных районов последовательности хромоцентра присутствуют в субтеломерном районе хромосомы 3 (рисунок 2, б). Степень мечения прицентромерного района хромосомы 3 значительно выше,

чем на других хромосомах (рисунок 2, б). Менее всего пометался прицентромерный район Х-хромосомы (рисунок 2, б).

D. teissieri, D. yakuba, D. santomea имеют сходную морфологию хромосом трофоцитов, у всех этих видов сигнал обнаружен в прицентромерном районе Х-хромосомы, в районах, прилегающих к плотным, ярко окрашивающимся DAPI блокам прицентромерного гетерохроматина хромосом 2 и 3, причем на хромосоме 3 обнаружены два участка интенсивного мечения - с каждой стороны от блока, а на хромосоме 2 - один такой участок (рисунок 2, в, г, д). У всех трех видов в большей степени пометался прицентромерный район хромосомы 3, а в меньшей степени пометался прицентромерный район Х-хромосомы (рисунок 2, в, г, д).

Комплекс «melanogaster»

У D. melanogaster, D. simulons, D. mauritiana, D. sechellia последовательности хромоцентра D. orena были обнаружены в составе прицентромерных районов всех хромосом (рисунок 3, а, б, в, г). Однако наблюдались некоторые различия в локализации пробы и в степени мечения прицентромерных районов разных хромосом (рисунок 3, а, б, в, г). Так у D. simulons и D. sechellia самая высокая степень мечения характерна для хромосомы 3. Кроме того, у D. simulons сигнал не был обнаружен на одном из плеч хромосомы 2 (рисунок 3, а). У D. mauritiana степень мечения прицентромерных районов хромосом 2 и 3 не отличается друг от друга, но заметно ниже у Х-хромосомы (рисунок 3, г). У D. melanogaster в целом прицентромерные районы всех хромосом пометились в меньшей степени по сравнению с остальными видами подгруппы melanogaster.

Рисунок 3 - FISH ДНК-пробы из хромоцентра D. огепа на политенные хромосомы трофоцитов видов комплекса «melanogaster»

Примечание - а - D. simulans, б - D. melanogaster, в - D. sechellia, г -D. mauritiana', XL, 2, 3 - политенные хромосомы; С - центромерные районы; стрелкой указано отсутствие сигнала на одном из плеч хромосомы 2 D. simulans.

Кроме того, было изучено распределение районоспецифичной ДНК-пробы из хромоцентра D. огепа в пространстве ядер с ретикулярной структурой у всех видов подгруппы melanogaster. В результате, у всех изученных видов, кроме D. огепа, было отмечено диффузное распределение пробы в пространстве ядра с | ретикулярной структурой (рисунок 4, а. В качестве примера приведено ядро трофоцита D. mauritiana). У D. огепа в отличие от всех остальных видов в ядрах с ретикулярной структурой меченый хроматин выявлялся преимущественно в пределах локальной территории (рисунок 4, б).

Рисунок 4 - FISH ДНК-пробы из хромоцентра D. огепа на хроматин ядер трофоцитов с ретикулярной структурой у видов D. mauritiana (а) и D. огепа (б)

Примечание - Ch - хромоцентр.

Последовательности ДНК гетерохроматина эволюционно лабильны и являются быстро изменяющейся частью генома эукариот, так как представлены главным образом тандемными и диспергированными повторами. Различия по количеству гетерохроматина, а также по его распределению на хромосомах у близкородственных видов встречаются довольно часто (Lohe, Roberts, 2000).

Размер генома у всех видов подгруппы melanogaster, за исключением D. огепа, отличается незначительно, нуклеотидные последовательности, ассоциированные с гетерохроматином, занимают около трети генома этих видов и находятся в основном в прицентромерных и теломерных районах хромосом (Schulze et al., 2006). Геном D. огепа приблизительно в 1.6 раза больше по размеру, чем у всех остальных видов подгруппы, что обусловлено высоким содержанием повторенных последовательностей ДНК гетерохроматина (Boulesteix, Weiss, Biemont, 2006).

In situ гибридизация районоспецифичной ДНК-пробы на политенные хромосомы трофоцитов D. огепа, D. erecta, D. teissieri, D. yakuba, D. santomea, D. simulons, D. melanogaster, D. sechellia, D. mauritiana показала, что y D. orena она локализуется в хромоцентре и в проксимальных районах хромосомных плеч 1 (рисунок 2, а), у остальных видов - в основном в прицентромерных районах (рисунок 2, б, в, г, д; рисунок 3, а, б, в, г). И хотя различия по этому параметру между видами существуют (отсутствие сигнала на одном из плеч хромосомы 2 D. simulons (рисунок 3, а) и локализация сигнала в субтеломерном районе хромосомы 3 D. erecta (рисунок 2, б)), однако в целом они незначительны. Таким образом, полученные данные свидетельствуют о том что, межвидовые различия во взаиморасположении хромосом трофоцитов яичников незначительно отражаются на распределении пробы ДНК.

В отличие от всех остальных видов, у D. огепа существует территориальность распределения пробы в ядрах трофоцитов с ретикулярной структурой (рисунок 4, б), когда хромосомы полностью декомпактизованы. Таким образом, хромоцентр D. огепа не подвергается деконденсации в ядрах с ретикулярной структурой, сохраняясь в компактизированном состоянии, в то время когда происходит дезинтеграция первичных политенных хромосом, в результате чего ядро переходит на стадию «скрытой» политении.

Необходимо отметить, что отсутствие мечения района прицентромерного гетерохроматина одного из плеч хромосомы 2 D. simulans (рисунок 3, а) говорит об отсутствии в его составе последовательностей, гомологичных последовательностям ДНК-пробы из хромоцентра D. огепа, и, следовательно, о возможности формирования типичных гетерохроматиновых структур на основе совершенно разных последовательностей ДНК.

С районами интеркалярного гетерохроматина хромосом трофоцитов видов подгруппы melanogaster гибридизации районоспецифичной пробы не наблюдалось. Однако в ходе in situ гибридизации обнаружилось, что субтеломерный район одного из плеч хромосомы 3 D. erecta содержит последовательности, гомологичные последовательностям ДНК-пробы из хромоцентра D. огепа (рисунок 2, б). То есть эти результаты указывают на гетерохроматиновую природу данного субтеломерного района одного из плеч хромосомы 3 D. erecta имеющего сходство с хромоцентром D. огепа на уровне состава ДНК.

Таким образом, у восьми видов подгруппы melanogaster - D. erecta, D. teissieri, D. yakuba, D. santomea, D. simulans, D. melanogaster, D. sechellia, D. mauritiana - прицентромерный гетерохроматин характеризуется частичным сходством состава ДНК с составом ДНК хромоцентра D. огепа. Общим компонентом хромоцентра трофоцитов D. огепа и прицентромерного гетерохроматина всех хромосом у видов D. erecta, D. teissieri, D. yakuba, D. santomea, D. simulans, D. melanogaster, D. sechellia, D. mauritiana являются разнообразные повторенные последовательности ДНК, а также последовательности, гомологичные генам, фрагменты которых были клонированы, секвенированы и охарактеризованы в ходе данной работы.

В целом хромосомы X, 2 и 3 у каждого вида подгруппы melanogaster отличались по степени мечения прицентромерных районов. Причем для видов комплекса «yakuba» была выявлена следующая закономерность - в большей степени пометался прицентромерный район хромосомы 3, а в меньшей степени пометался прицентромерный район Х-хромосомы. В то время как у видов комплекса «melanogaster» подобной тенденции выявлено не было, а степень мечения прицентромерных районов хромосом значительно варьировала у разных видов данного комплекса без соблюдения какой-либо общей закономерности. Таким образом, районы прицентромерного гетерохроматина разных хромосом у восьми видов подгруппы melanogaster содержат общие с хромоцентром трофоцитов D. огепа повторяющиеся последовательности ДНК, но при этом, вероятно, отличаются между собой по их представленности.

Консерватизм распределения пробы (преимущественно в прицентромерных районах хромосом) и наличие гомологии

последовательностей в геномах всех видов подгруппы melanogaster свидетельствует, вероятно, о том, что эволюционные преобразования генома, давшие начало видам данной подгруппы, не привели к кардинальному перераспределению ДНК гетерохроматина по геному. Таким образом, можно предположить, что видоспецифичность взаиморасположения хромосом в ядрах грофоцитов генеративной ткани во многом определяется количеством, составом и сочетанием повторенных последовательностей гетерохроматина, но, вероятно, не только эти характеристики гетерохроматина вносят вклад в формирование архитектуры ядра.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В результате настоящего исследования установлено, что локальный хромоценгр первичных политенных хромосом трофоцитов яичников D. огепа имеет типичный для гетерохроматина состав ДНК - повторенные последовательности: а) Диспергированные повторы (МГЭ). Среди обнаруженных МГЭ в составе библиотеки «Dorel» преобладали представители различных семейств LTR-ретротранспозонов. Также были выявлены МГЭ, которые принадлежат к группе LINE-элементов. Кроме того, были обнаружены такие представители ДНК-транспозонов как гелитроны (Helitrons) и полинтоны {Polinions). Необходимо отметить, что в результате настоящей работы для генома D. огепа впервые описано разнообразие МГЭ. б) Тандемные повторы. В составе библиотеки ДНК хромоцентра D. огепа при помощи программы «Tandem Repeats Finder» найдено четыре минисателлита, а с помощью программы «RepeatMasker» обнаружены - сателлит (SAR), простой повтор (TATATG)n и Т-богатый повтор низкой сложности. Кроме того, четыре фрагмента библиотеки «Dorel» оказались гомологичны нескольким аннотированным генам, принадлежащим разным видам подгруппы melanogaster. Среди этих генов наиболее изученными являются DIP1 и Vulcan, которые первоначально были обнаружены в геноме D. melanogaster. Впоследствии ортологи DIP1 и Vulcan были найдены у позвоночных и беспозвоночных животных.

Показано, что у восьми видов подгруппы melanogaster - D. erecta, D. teissieri, D. yakuba, D. santomea, D. simulans, D. melanogaster, D. sechellia, D. mauritiana - прицентромерный гетерохроматин характеризуется частичным сходством состава ДНК с составом ДНК хромоцентра D. огепа. Общим компонентом хромоцентра трофоцитов D. огепа и прицентромерного гетерохроматина всех хромосом у видов D. erecta, D. teissieri, D. yakuba, D. santomea, D. simulans, D. melanogaster, D. sechellia, D. mauritiana являются повторенные последовательности ДНК и последовательности, гомологичные генам.

Показано, что только у D. огепа в ядрах трофоцитов с ретикулярной структурой районоспецифичная ДНК распределялась в пределах локальной территории в пространстве ядра, для остальных же видов было характерно диффузное распределение по всему ядру. Это указывает на то, что хромоцентр трофоцитов D. огепа не подвергается деконденсации в ядрах с ретикулярной структурой.

Установлено, что ДНК из хромоцентра трофоцитов D. огепа консервативна в плане своего распределения преимущественно в прицентромерных районах политенных хромосом трофоцитов у всех видов подгруппы melanogaster. Существует гипотеза, согласно которой перераспределение последовательностей ДНК гетерохроматина по геному может вызвать реорганизацию архитектуры ядер клеток генеративной системы, что, вероятно, сопровождает видообразование. Консерватизм распределения районоспецифичной ДНК (преимущественно в прицентромерных районах хромосом) и наличие гомологии последовательностей в геномах всех видов подгруппы melanogaster свидетельствует, вероятно, о том, что эволюционные преобразования генома, давшие начало видам данной подгруппы, не привели к кардинальному перераспределению ДНК гетерохроматина по геному. Возможно, что видоспецифнчность архитектуры ядер клеток генеративной системы у разных видов определяется тонкими различиями в структуре гетерохроматина.

ВЫВОДЫ

1. Показано, что хромоцентр первичных политенных хромосом трофоцитов D. огепа имеет типичный для гетерохроматина состав ДНК: образован повторенными последовательностями (диспергированными повторами -представителями LTR-ретротранспозонов, LINE-элементов, ДНК-транспозонов; тандемными повторами), а также последовательностями, гомологичными генам.

2. Установлено, что существуют последовательности ДНК, общие для хромоцентра трофоцитов яичников D. огепа и прицентромерных районов хромосом X, 2 и 3 трофоцитов яичников всех видов подгруппы melanogaster и субтеломерного района хромосомы 3 D. erecta. Выяснено, что этими консервативными последовательностями являются преимущественно различные повторенные последовательности ДНК, а также последовательности, гомологичные генам.

3. Показано, что, несмотря на межвидовые различия во взаимном расположении первичных политенных хромосом трофоцитов у видов подгруппы melanogaster, распределение районоспецифичной ДНК консервативно в плане её локализации преимущественно в прицентромерных районах хромосом.

4. Обнаружено, что у D. огепа в ядрах трофоцитов с ретикулярной структурой районоспецифичная ДНК-проба распределяется преимущественно в пределах локальной территории в пространстве ядра, в то время как у всех остальных видов подгруппы melanogaster проба распределяется диффузно по всему ядру. Эти данные свидетельствуют о том, что хромоцентр трофоцитов D. огепа не деконденсируется в ядрах с ретикулярной структурой.

Список работ, опубликованных по теме диссертации:

1. Вассерлауф И.Э., Митренина Е.Ю., Усов К.Е., Стегний В.Н. Сравнительный анализ динамики архитектуры хромосом и ядрышка трофоцитов яичников на протяжении эндоцикла Drosophila santomea и D. yakuba // Тезисы IV международной конференции по кариосистематике беспозвоночных животных. - СПб: Изд-во Зоологического института РАН, 2006. - С.53.

2. Усов К.Е., Вассерлауф И.Э., Стегний В.Н. Изучение взаимного расположения первичных политенных хромосом трофоцитов яичников в линиях Drosophila simulans II Энтомологические исследования в Северной Азии. Материалы VII Межрегионального совещания энтомологов Сибири и Дальнего Востока (в рамках Сибирской зоологической конференции). - Новосибирск, 2006.-443 с.

3. Усов К.Е., Вассерлауф И.Э., Стегний В.Н. Архитектура ядер трофоцитов яичников Drosophila santomea и D. yakuba на разных стадиях эндорепликации // Вестник ТГУ. - Томск: Изд-во Том. ун-та, 2007. - С. 212-216.

4. Шелковникова Т.А., Усов К.Е., Стегний В.Н. Перераспределение прицентромерного гетерохроматина у видов подгруппы Drosophila melanogaster в процессе эволюции // Проблемы молекулярной и клеточной биологии. Сборник материалов Международной молодежной научно-методической конференции 9-12 мая.-Томск. 2007г.-С. 187-188.

5. Вассерлауф И.Э., Усов К.Е., Митренина Е. Ю., Стегний В.Н. Изучение видовых особенностей взаимного расположения первичных политенных хромосом в ядрах трофоцитов яичников у видов D. yakuba burla и D. santomea lachaise, harry подгруппы «melanogaster» рода Drosophila (Sophophora) II Вестник ТГУ (Биология) №3(4). - Томск: Изд-во Том. ун-та, 2008. - С.78-87.

6. Усов К.Е., Шелковникова Т.А., Вассерлауф И.Э., Стегний В.Н. Молекулярно-цитогенетический анализ прицентромерного гетерохроматина хромосом трофоцитов яичников у видов подгруппы Drosophila melanogaster II Цитология. - 2008. - Т.50, №12. - С. 1044-1049.

7. Усов К.Е., Шелковникова Т.А., Стегний В.Н. Перераспределение ДНК хромоцентра политенных хромосом трофоцитов Drosophila orena в процессе филогенеза подгруппы Drosophila melanogaster И Материалы международной конференции «Хромосома 2009». - Новосибирск. 2009. - С. 158.

8. Усов К.Е., Шелковникова Т.А., Вассерлауф И.Э., Стегний В.Н. Сравнительный анализ распределения ДНК хромоцентра политенных хромосом трофоцитов яичников Drosophila orena у видов подгруппы melanogaster рода Drosophila И Материалы V съезда Вавиловского общества генетиков и селекционеров «ВОГиС». - Москва, 2009. - С. 268.

Тираж 110 экз. Заказ 1076. Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники. 634050, г. Томск, пр. Ленина, 40. Тел. (3822) 533018.

Содержание диссертации, кандидата биологических наук, Усов, Константин Евгеньевич

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ

ВВЕДЕНИЕ

1 ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1 Оогенез Вгозоркйа и политенные хромосомы трофоцитов яичников

1.2 Межвидовые различия взаимного расположения политенных хромосом трофоцитов яичников в подгруппе melanogaster

1.3 Гетерохроматин

1.3.1 Исторический очерк изучения гетерохроматина

1.3.2 Цитологические характеристики гетерохроматина и его функции

1.3.3 Гетерохроматин политенных хромосом ОгозоркИа

1.3.4 Молекулярно-генетическое строение гетерохроматина

1.3.5 Роль гетерохроматина в образовании пространственной структуры ядра

1.4 Характеристика повторенных последовательностей ДНК

ПгозоркИа

1.4.1 Тандемноорганизованные повторенные последовательности

1.4.2 Диспергированные повторяющиеся последовательности

1.4.2.1 Классы и семейства МГЭ ОгояоркПа

1.4.2.2 Распределение МГЭ у А melanogaster и других видов подгруппы melanogaster

1.5 Гены, расположенные в районах гетерохроматина

1.6 Эволюционное изменение размера генома в подгруппе melanogaster

1.6.1 Тенденции и механизмы изменения размера генома эукариот

1.6.2 Сценарии изменения размера генома в подгруппе melanogaster

1.7 Филогения подгруппы melanogaster

1.7.1 Существующие схемы филогении подгруппы melanogaster

1.7.2 Схема филогении подгруппы melanogaster на основе теории системных мутаций

2 МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

2.1 Объекты исследования'

2.2 Приготовление препаратов политенных хромосом

2.3 Микродиссекция хромоцентра D. огепа и амплификация ДНК хромоцентра

2.4 Флуоресцентная in situ гибридизация

2.5 Клонирование фрагментов ДНК-минибиблиотеки

2.6 Секвенирование и анализ in si lie о последовательностей минибиблиотеки

3 РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ 71 3.1 Получение районоспецифичной библиотеки ДНК хромоцентра первичных политенных хромосом трофоцитов яичников D. огепа

3.1.1 Анализ состава ДНК хромоцентра первичных политенных хромосом трофоцитов D. огепа

3.1.1.1 Анализ фрагментов на наличие гомологии друг с другом

3.1.1.2 Анализ фрагментов минибиблиотеки на наличие внутренних тандемных повторов

3.1.1.3 Анализ фрагментов минибиблиотеки ДНК «Dorel» на наличие гомологии с известными повторенными последовательностями из геномов различных видов Drosophila

3.1.1.4 Анализ фрагментов минибиблиотеки ДНК хромоцентра D. огепа на наличие гомологии с известными уникальными последовательностями из геномов различных видов Drosophila

3.1.2 Распределение последовательностей ДНК из хромоцентра трофоцитов D. огепа на первичных политенных хромосомах трофоцитов у близкородственных видов подгруппы melanogaster 87 ЗАКЛЮЧЕНИЕ 97 ВЫВОДЫ 100 СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ

ДНК - дезоксирибонуклеиновая кислота м.п.н. — миллион пар нуклеотидов

МГЭ - мобильные генетические элементы мкг - микрограмм мкл - микролитр мкМ — микромоль/литр мМ - миллимоль/литр мтДНК - митохондриальная ДНК п.н. - пар нуклеотидов п.о. — пар оснований

ПЦР - полимеразная цепная реакция рДНК - рибосомальная ДНК

РНК - рибонуклеиновая кислота рРНК - рибосомальная РЕПС т.п.н. - тысяч пар нуклеотидов тРНК - транспортная РНК

DOP-ПЦР - полимеразная цепная реакция с частично вырожденным праймером FISH - флуоресцентная in situ гибридизация

LTR-ретротранспозоны - ретротранспозоны с длинными концевыми повторами

Введение Диссертация по биологии, на тему "Молекулярно-цитогенетическая характеристика прицентромерного гетерохроматина у близкородственных видов подгруппы Melanogaster рода Drosophila (Diptera)"

Актуальность работы

Хроматин определяют: как комплекс геномной ДНК, гистоновых и негистоновых белков и РНК. Различают, два типа хроматина - эухроматии и гетерохроматин. Если' в состав эухроматпна входят преимущественно-уникальные; и умеренноповторенные последовательности, то гетерохроматин; содержит в основном повторенную ДНК.

К настоящему времени накоплен огромный фактический, материал, касающийся структуры, локализации, количества гетерохроматииа у самых различных видов животных и растений. Появляется или уже функционирует множество проектов по определению нуклеотидной последовательности ДНК гетерохроматииа; многих видов, от инфузорий до человека (Haupt et al., 2001; Carvalho, 2002; Smith et al;, 2007). Однако однозначной точки зрения* относительно функционального значения гетерохроматшia до сих пор не существует. Среди целого ряда проблем,, связанных с изучением гетерохроматииа; наибольшее значение, в общебиологическом смысле, представляют проблемы, затрагивающие эволюционную роль гетерохроматина; его возможное участие в процессах видообразования:. Гетерохроматин обладает высокой эволюционной лабильностью, как на цитогенетическом, так и на молекулярном, уровне. На- основе этого выдвинуто предположение о том, что преобразования гетерохроматииа могут играть роль, в эволюции геномов; Видообразование может происходить за- счет, изменения? количества, гетерохроматииа, а также перераспределениях его по хромосомам (Корочкин, 1983; Стегний, 1991; Корочкин, 2002). Поэтому в. данном контексте представляется актуальными изучение гетерохроматииа у филогенетически близких видов. Удобным: объектом для. этой цели являются виды Drosophila подгруппы melanogaster. В целом подгруппа melanogaster включает два комплекса: комплекс «melanogaster» (D. melanogaster, D. simulans, D. sechellia, £>. mauritiana) и комплекс «yakiiba» (D. orena, D. erecta, D. teissieri, D. yakuba, D. santomea)^ (Ashbumer, 1989; Lachaise et al., 2000). Ранее была предложена схема эволюционных взаимоотношений в подгруппе melanogaster, основанная на особенностях архитектуры ядер трофоцитов яичников, а также с учетом литературных данных (Стегний, Вассерлауф, 1994)- Согласно ей и некоторым другим филогенетическим схемам (Доувер и др., 1986; Саленко, 2007), D. огепа является; анцестральным видом: для всейшодгруппы.

Для многих видов; данной подгруппы (D. melanogaster, D. simulans, D. sechellia, D; erecta, D: yakuba) полностью или' частично известна нуклеотидная последовательность ДНК эухроматина (Clark et al., 2007). Наиболее полные данные: о последовательностях ДНК эухроматина и гетерохроматина к, настоящему моменту опубликованы только^ для D. melanogaster (Clark et al., 2007). Среди видов этой подгруппы особняком стоит вид D. огепа, геном которого значительно больше, чем геномы всех остальных видов» подгруппы, в основном за. счет повышенного содержания; повторенной ДНК гетерохроматина (Boulesteix et al;, 2006): Известно, что гетерохроматин в ядрах трофоцитов яичников Drosophila представлен в гораздо большей степени, чем в ядрах клеток слюнных желез; (Mál'ceva, Zhimulev, 1993); В связи с этим, изучение состава ДНК хромоцентра трофоцитов D: огепа может дать общее представление об организации последовательностей; ДНК гетерохроматина; у этого вида. В! то время как другие видыг подгруппы melanogaster интенсивно; изучаются, вид D. огепа остается практически не изученным, данные о последовательностях его генома отсутствуют в литературе. В связи с этим огромное значение представляет изучение молекулярного состава^^ДНК хромоцентра трофоцитов D; огепа.

В- 1979 г. был выявлен новый видоспецифичный признак -пространственная организация политенных хромосом генеративной ткани малярийных комаров (Стегний, 1979). Позднее, видоспецифичность в архитектонике политенных хромосом генеративной ткани была выявлена в подгруппе melanogaster и группе virilis. (Вассерлауф, Стегний, 1991; Вассерлауф, Стегний, 1992; Вассерлауф, Стегний, Ананьина, 1996). Обнаруженный феномен реорганизации архитектуры интерфазного ядра в генеративных клетках, которая, вероятно, происходит при видообразовании-был назван системной мутацией (Стегний, 1993). Известно, что гетерохроматин определяет пространственную организацию хромосом в интерфазном ядре. При; изменениях гетсрохроматина, связанных: с его количеством, структурой? и его? межхромосомным, перераспределением, вероятно, может происходить изменение' пространственной ориентации1 хромосом в клетках, генеративной : ткани:. Неизвестно какие именно изменения на уровне последовательностей ДНК, ответственны за преобразования структуры гетерохроматииа и пространственной! организации генома в подгруппе melanogaster. Для ответа на этот вопрос- необходимо* изучение и сравнение состава ДНК районов прицентромерного гетерохроматииа. .

Цель ипзадачи работы:

Цель работы: охарактеризовать состав ДНК хромоцентра трофоцитов яичников Z). огепа- и исследовать распределение последовательностей ДНК из хромоцентра наг первичных, политенных хромосомах трофоцитов у близкородственных видов подгруппы melanogaster poj\d.Drosophila.

Задачи:

1. Провести- микродиссекцию.' хромоцентра^ первичных политенных. хромосом трофоцитов; яичников D. arena и создать районоспецифичную библиотеку ДНК.

2. Осуществить клонирование в плазмидном векторе фрагментов ДНК районоспецифичной библиотеки хромоцентра первичных политенных хромосом трофоцитов яичников; D: огепа и? определить нуклеотидную последовательность этих фрагментов;

3. Провести поиск гомологии фрагментов районоспецифичной библиотеки ДНК с известными повторяющимися и уникальными последовательностями из геномов разных видов1 Drosophila при помощи программ «RepeatMasker», «BLAST» и проанализировать фрагменты на наличие внутренних тандемных повторов при помощи программы «Tandem Repeats Finder».

Научная новизна работы

Впервые был изучен молекулярный состав *ДНК хромоцентра трофоцитов D. огепа. В результате анализа нуклеотидной последовательности клонов в составе минибиблиотеки. ДНК хромоцентра D. огепа были обнаружены разнообразные повторяющиеся последовательности ДНК (представители различных классов МГЭ, среди которых преобладали LTR-ретротранспозоны и LINE-элементы; минисателлиты и другие различающиеся по нуклеотидной-последовательности повторы), а также последовательности гомологичные генам.

Показано, что у D. огепа хромоцентр трофоцитов не подвергается деконденсации в ядрах с ретикулярной структурой и сохраняет свое компактное: состояние, в, то время когда происходит дезинтеграция всех хромосом и ядро приобретает ретикулярную (сетчатую)'структуру.

Положения, выносимые на защиту

1). Установлено, что в состав ДНК хромоцентра; политенных, хромосом; трофоцитов D. огепа входят: диспергированные повторы- (представители: разных классов МГЭ); тандемиые повторы;. последовательности«гомологичные: генам. 2). Показано;, что.*' районоспецифичнаяд ДНК из) хромоцентрш D; огепаь консервативна в плане: своей локализации в прицеитромерных районах хромосом X, 2 и 3 трофоцитов яичников всех видов подцуутт melanogaster.

Практическаячзначимость работы!

Полученная районоспецифичная библиотека; «Dorel», а также клопы минибиблиотеки ДНК из хромоцентра Z). огепа являются, ценным материалом для проведения дальнейших исследований гетерохроматина у видов подгруппы melanogaster, и, возможно, у других видов Drosophila. Нуклеотидные последовательности-клонов минибиблиотеки опубликованы в электронношбазе: данных «GenBank» (индексы доступа с;НМ594089 по НМ594162).

Полученные результаты могут бы ть использованы при чтении лекций по ряду биологических дисциплин.

Апробация результатов работы

Результаты исследований были представлены на IV международной конференции: по кариосистематике беспозвоночных животных «KARYO-IV», Санкт-Петербург (2006), на VII: Межрегиональном совещании; энтомологов Сибири и Дальнего Востока (в рамках Сибирской зоологической конференции) «Энтомологические исследования, в Северной Азии»,, Новосибирск (2006); на Международной молодежной научно-методической; конференции «Проблемы молекулярной и клеточной' биологии», Томск (2007), на Международной конференции, посвященной- памяти A.A. Прокофьевой-Бельговской,

Хромосома 2009», Новосибирск (2009), на V Съезде Вавиловского общества генетиков и селекционеров, посвященному 200-летию со дня рождения Чарльза Дарвина, «ВОГиС», Москва (2009).

Вклад автора

Основные результаты настоящего исследования получены автором самостоятельно. Микродиссекция и DOP-ПЦР проводились совместно с д.б.н. Н:Б. Рубцовым и к.б.н. Т.В. Карамышевой. Секвенирование и анализ последовательностей ДНК in silico — с к.б.н. Е.А. Елисафенко и м.н.с. Т.А. Шелковниковой.

Структура и объем работы Диссертация состоит из списка сокращений, введения, обзора литературы, материалов и методов, результатов и обсуждения, заключения, выводов, списка использованной литературы, в который входит 188 ссылок. Работа изложена на 119 страницах, содержит 19 рисунков и 7 таблиц.

Публикации

По-теме диссертации опубликовано 8 работ, из них три публикации сделаны в журналах рецензируемых ВАК.

1. Вассерлауф И.Э., Митренина Е.Ю., Усов К.Е., Стегний В.Н. Сравнительный анализ динамики архитектуры хромосом и ядрышка трофоцитов яичников на протяжении эндоцикла Drosophila santomea и-D. yakuba II Тезисы IV международной конференции по кариосистематике беспозвоночных животных. Спб: Изд-во Зоологического института РАН, 2006. С.53.

Дальнего Востока (в рамках Сибирской зоологической конференции). Новосибирск, 2006. - 443с.

3. Усов К.Е., Вассерлауф И.Э., Стегний В.Н. Архитектура ядер трофоцитов яичников Drosophila santomea и D. yakuba на разных стадиях эндорепликации // Вестник ТГУ. Томск: Изд-во Том. Ун-та, 2007. С. 212-216.

4. Шелковникова Т.А., Усов К.Е., Стегний В.Н. Перераспределение прицентромерного гетерохроматина у видов» подгруппы. Drosophila melanogaster в процессе эволюции // Проблемы молекулярной и. клеточной биологии. Сборник материалов Международной молодежной научно-методической конференции 9-12 мая. Томск. 2007 г. С. 187-188.

5. Вассерлауф И.Э., Усов К.Е., Митренина Е. Ю., Стегний-В.Н. Изучение видовых особенностей взаимного расположения- первичных политенных хромосом, в ядрах трофоцитов яичников у видов D. yakuba burla и D. santomea lachaise, hariy подгруппы «melanogaster» рода Drosophila (Sophophora) // Вестник ТГУ (Биология) №3(4). Томск: Изд-во Том. Ун-та, 2008. С. 78-87.

6. Усов, К.Е., Шелковникова Т.А., Вассерлауф И.Э., Стегний В.Н. Молекулярно-цитогенетический' анализ* прицентромерного гетерохроматина хромосом трофоцитов яичников у видов, подгруппы Drosophila melanogaster H Цитология. 2008. Т.50. №12. С. 1044-1049.

7. Усов К.Е., Шелковникова Т.А., Стегний В.Н. Перераспределение ДНК хромоцентра политенных хромосом трофоцитов Drosophila orena в < процессе филогенеза подгруппы Drosophila melanogaster II Материалы международной конференции «Хромосома 2009». Новосибирск. 2009. С. 158.

1 ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

Г. 1 Оогенез Drosophila и политенные хромосомы трофоцитов яичников =.

В зависимости от пространственных, отношений- растущего .ооцита с другими клеткамш оогенез1; может быть подразделен на- диффузный, при котором ооциты образуются в Любом участке тела животного,- и локализованный, при; котором развитие ооцита происходит в гонадах., Локализованный оогенез в свою очередь делится, на: солитарный (ооцит растет без; вспомогательных клеток), фолликулярный (ооцит развивается внутри фолликулярного эпителия)^ нутриментарныш (рост* ооцита сопровождается питающими клетками — трофоцитами;. представляющими собой абортивные половые клетки) (Айзенштадт, 1984). Трофоциты достигли высокой степени развития у насекомых.

Для Diptera характерны мероистические нолптрофные яичники, то есть имеется то или иное количество питающих клеток. У кровососущих комаров их семь, у высших двукрылых - пятнадцать. У дрозофилы ооцит и 15 питающих клеток возникают в результате четырех; митотических делений оогониальной клетки, при этом формируется 16-клеточная циста, или яйцевая камера, в которой клетки сообщаются друг с другом при похмощи сложной системы цитоплазматических мостиков, так называемых кольцевых каналов (Жимулев, 1992). •

Питающие клетки имеют общее происхождение с ооцитом: они также являются зародышевыми клетками« (оогониями), иногда даже в их ядрах наблюдается стадиям букета (до диплотены), но затем они целиком или только их цитоплазма поглощаются яйцевой клеткой (Хвостова, 1980); Они снабжают ооциты главным образом,рРНК и не участвуют в;вителлогенезе.

Впервые полиплоидизацию трофоцитов. у дрозофилы обнаружили Пайнтер и Рейндорп (Painter, Reindorp, 1939). Они описали клетки с ядрами различных размеров: ядра оогониев-5 мкм в диаметре, а самые крупные ядра трофоцитов 40 мкм. В некоторых ядрах с диаметром 8 мкм отмечалась характерная сетчатая структура покоящегося ядра, но в большинстве ядер выявлены 6 агрегатов с различной степенью конденсации и окраски: начиная' с плохо заметных нитей и кончаятеорошо окрашенными хромосомами, похожими на метафазные. Эти 6 агрегатов соответствуют 3 парам крупных хромосом дрозофилы, маленькие хромосомы^ 4 ясно не видны. В агрегатах можно сосчитать приблизительно по 8 нитей. В ядрах этого «диаметра наблюдаются все стадии - от покоящегося ядра до метафазы. Хромосомы проходят все стадии ядерного цикла: спирализуются, расщепляются, деспирализуются, но ни веретена деления, ни расхождения! хромосом не обнаружено (Хвостова, 1980). Таким образом, Пайнтер и Рейндорп оценили плоидность питающих клеток (512п) и рассматривали ее как результат эндомитоза. Однако впоследствии было предложено1 рассматривать это явление как политенный цикл (Бродский, Урываева, 1981).

В процессе развития трофоцитов у Drosophila можно выделить два сменяющих друг друга типа политенных хромосом: первичные (Bier, 1958) и вторичные (Bier, 1958; Ribbert, 1979). Первичные политенные хромосомы представляют собой сложные структуры, состоящие из пучков хромонем, удерживаемых вместе за счет конъюгации центромерных районов каждой хроматиды. Эти хромосомы укорочены, не имеют рисунка дисков.

После расщепления первичных политенных хромосом могут сформироваться эндополиплоидные ядра, либо вторичные политенные хромосомы.

У Drosophila отсутствуют хорошо развитые политенные хромосомы в трофоцитах яичников, однако у самок D. melanogaster гомозиготных по fs- и о/^/-мутациям, связанных с образованием опухолей в яичниках, в трофоцитах яичников (так называемых псевдопитающих клетках) развиваются вторичные политенные хромосомы (Bier, 1958; Ribbert, 1979) с четким рисунком дисков.

Таким образом, у Drosophila на разных стадиях эндомитоза происходит изменение морфологии политенных хромосом трофоцитов яичников: на ранних стадиях эндомитоза формируются «удлиненные» политенные хромосомы, затем они постепенно утолщаются и укорачиваются и на более поздних стадиях эндомитоза ядра трофоцитов приобретают ретикулярную (сетчатую) структуру.

Несмотря на то, что первичные политенные хромосомы не относятся к классическим, тем не менее, они пригодны для анализа их взаимного расположения в ядре. Показано, что организация первичных политенных хромосом внутри ядра обнаруживает межвидовые различия у видов подгруппы melanogaster (Стегний, 1993).

Заключение Диссертация по теме "Генетика", Усов, Константин Евгеньевич

100 выводы

2. Установлено, что существуют последовательности ДНК, общие для хромоцентра трофоцитов яичников D. огепа и прицентромерных- районов хромосом X, 2 и 3 трофоцитов яичников всех видов подгруппы melanogaster и субтеломерного, района хромосомы 3 D. erecta. Выяснено, что этими консервативными последовательностями являются преимущественно различные повторенные последовательности ДНК, а также последовательности гомологичные генам.

101

Благодарности

Автор выражает искреннюю благодарность д.б.н., профессору В.Н. Стегнию, за предоставление возможности работать над интересной научной проблемой в области эволюционной цитогенетики Drosophila, а также за общее руководство, помощь и моральную поддержку на всех этапах работы. Автор также благодарит сотрудников лаборатории эволюционной цитогенетики НИИ Биологии и Биофизики при ТомГУ м.н.с. Шелковникову Т.А., к.б.н. Вассерлауф И.Э., м.н.с. Артемова Г.Н., м.н.с. Сайджафарову А.О., м.н.с. Немирович -Данченко Н.М. за методическую помощь и полезное обсуждение работы. Также автор выражает благодарность всем сотрудникам кафедры цитологии и генетики ТГУ за полезное обсуждение работы и моральную поддержку.

Автор выражает глубокую благодарность д.б.н., профессору Н.Б. Рубцову и к.б.н. Т.В. Карамышевой (ИЦиГ СО РАН г. Новосибирск) за помощь в постановке методической части работы - микродиссекция политенных хромосом и флуоресцентная in situ гибридизация; к.б.н. Е.А. Елисафенко (ИЦиГ СО РАН г. Новосибирск) за помощь в анализе последовательностей ДНК in silico.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В результате настоящего исследования установлено, что локальный хромоцентр первичных политенных хромосом трофоцитов' яичников D. огепа имеет типичный- для- гетерохроматина состав ДНК - повторенные последовательности: а) Диспергированные повторы (МГЭ). Среди обнаруженных МГЭ в составе библиотеки «Dorel» преобладали представители различных семейств LTR-ретротранспозонов. Также были выявлены МГЭ, которые принадлежат к группе LINE-элементов. Кроме того, были обнаружены такие представители ДНК-транспозонов как гелитроны (Helitrons) и полинтоны (.Polintons). Необходимо отметить, что в результате настоящей работы для генома!), огепа впервые описано разнообразие МГЭ. б) Тандемные повторы. В составе библиотеки ДНК хромоцентра D. огепа при помощи программы «Tandem Repeats Finder» найдено четыре минисателлита, а с помощью программы. «RepeatMasker» обнаружены - сателлит (SAR), простой повтор (TATATG)n и Т-богатый повтор низкой сложности. Кроме того, четыре фрагмента библиотеки «Dorel» оказались гомологичны участкам нескольких аннотированных генов, принадлежащих разным видам подгруппы melanogaster. Среди этих генов наиболее изученными являются DIP1 и Vulcan, которые первоначально были обнаружены в геноме D. melanogaster. Впоследствии ортологи DIP1 и Vulcan были найдены у позвоночных и беспозвоночных животных.

Показано, что только у £). огепа в ядрах трофоцитов с ретикулярной структурой районоспецифичная ДНК распределялась в пределах локальной территории в пространстве ядра, для остальных же видов было характерно диффузное распределение по всему ядру. Это указывает на то, что хромоцентр трофоцитов В. огепа не подвергается деконденсации в ядрах с ретикулярной структурой.

Установлено, что ДНК из хромоцентра трофоцитов £). огепа консервативна в плане своего распределения преимущественно в прицентромерных районах хромосом у всех видов подгруппы melanogaster (рисунок 19). Существует гипотеза, согласно которой перераспределение последовательностей ДНК гетерохроматина по геному может вызвать реорганизацию архитектуры ядер клеток генеративной ткани, что, вероятно, сопровождает видообразование. Консерватизм распределения районоспецифичной ДНК (преимущественно в прицентромерных районах хромосом) и наличие сильной гомологии последовательностей в геномах всех видов подгруппы melanogaster свидетельствует, вероятно, о том, что эволюционные преобразования генома, давшие начало видам данной подгруппы, не привели к кардинальному, перераспределению ДНК гетерохроматина по геному. Возможно, что видоспецифичность архитектуры ядер генеративных клеток у разных видов определяется тонкими различиями в структуре гетерохроматина.

D. orena

D. teissieri

Рисунок 19 — Схема распределения последовательностей ДНК хромоцентра трофоцитов D. огепа на политенных хромосомах трофоцитов близкородственных видов подгруппы melanogaster. Красным цветом изображена локализация последовательностей ДНК из хромоцентра трофоцитов D. огепа в прицентромерных районах хромосом XL, 2, 3 у всех видов подгруппы melanogaster и в субтеломерном районе хромосомы 3 D. erecta; Ch — хромоцентр; Стрелками указаны филогенетические отношения в подгруппе melanogaster по: Стегний, Вассерлауф, 1994.

Библиография Диссертация по биологии, кандидата биологических наук, Усов, Константин Евгеньевич, Томск

1. Айзенштадт Т.Б. Цитология оогенеза // М.: Издательство Наука. 1984. 348с.ч

2. Бродский В .Я., Урываева И.В. Клеточная полиплоидия. Пролиферация и дифференцировка // М.: Издательство Наука.1981. 259с.

3. Вассерлауф И.Э., Стегний В.Н. Видоспецифичные особенности архитектоники первично политенных хромосом трофоцитов у Drosophila огепа, Drosophila erecta, Drosophila teissieri, Drosophila yakuba II Генетика. 1992. T.28. №3. С. 198-200.

4. Вассерлауф И.Э., Стегний В.Н., Ананьина Т.В. Взаимное расположение ' первичных политенных хромосом яичников у 12 видов группы «virilis»рода Drosophila (,Sophophora) //Генетика. 1996. Т.32. №6. С. 750-754.

5. Вассерлауф И.Э., Стегний В.Н. Межвидовые отличия коориентации первично политенных хромосом трофоцитов у Drosophila melanogaster, Drosophila simulans, Drosophila mauritiana И Генетика. 1991. T.27. №7. С. 1169-1172.

6. Глазков М.В. Петельно-доменная организация генов в эукариотических хромосомах // Молекулярная биология. 1995. Т. 29. №5. С. 965-982.

7. Глазков М.В. Структурно-функциональная организация ДНК в интерфазном ядре. Структурный аспект // Молекулярная биология. 1988а. Т. 22. №1. С. 10-16.

8. Груздев А.Д., Кикнадзе И.И. О связи политенных хромосом с мембраной ядра//Цитология. 1970. Т. 12. №7. С. 919-921.

9. Донев P.M., Джонджуров Л.П. Прочно связанная с матриксом ДНК, вероятно, играет важную роль в организации центромер хромосом // Молекулярная биология. 2000. Т. 34. №1. С. 137-142.

10. П.Доувер Г., Браун С., Коэн Э., Даллас Дж., Стрэтчен Т., Трик М. Динамика эволюции генома и дифференцировка видов // в кн.: Эволюция генома. М.: Мир. 1986. С. 329-356.

11. Жимулев И.Ф. Гетерохроматин и эффект положения гена // Новосибирск: Издательство Наука. 1993. 490с.

12. Жимулев И.Ф. Политенные хромосомы: морфология и структура // Новосибирск: Издательство Наука, Сиб. отд-е. 1992. 480с.

13. Кикнадзе И.И., Сиирин М.Т., Филиппова М.А. Изменение массы прицентромерного гетерохроматина — один из важных путей эволюции- у хирономид//Цитология. 1991. Т. 33. №12. С. 90-98.

14. Корочкин. Л.И. Биология индивидуального развития // М.: Издательство МГУ. 2002. 264с.

15. Корочкин Л.И. Эволюционное значение генетических подвижных элементов. Гипотеза//Цитология и генетика. 1983. Т. 17. С. 67-78.

16. Лобов И.Б., Подгорная О.И. Роль белков ядерного матрикса в формировании гетерохроматина//Цитология. 1999. Т. 41. №7. С. 562-573.

17. Маниатис Т., Фрич. Э., Сэмбрук Д. Молекулярное клонирование // М.: Издательство Мир. 1984. 480с.

18. Онищенко Г.Е., Ченцов Ю.С. Расположение и ультраструктура' теломерных участков хромосом в интерфазных ядрах клеток Allium fistulosum 11 Цитология. 1973. Т.15. С. 643-649.

19. Прокофьева-Бельговская A.A. Гетерохроматические районы хромосом // М.: Издательство Наука. 1986. 430с.

20. Рубцов Н.Б. и др. Микроклонирование и характеристика ДНК из районов прицентромерного гетерохроматина политенных хромосом Drosophila melanogaster // Генетика. 1999. Т.35. №1. С. 55-61.

21. Саленко В.Б. Полиморфизм эндогенного ретровируса МДГ4 (gypsy) в линиях рода Drosophila подгруппы melanogaster. Автореф. дис. . канд. биол. наук. М., 2007.-24с.

22. Стегний В.Н. Архитектоника,генома, системные мутации и эволюция // Новосибирск: Издательство НГУ. 1993. 110с.

23. Стегний В.Н. Популяционнаяггенетика и эволюция малярийных комаров // Томск: Издательство Томского университета. 1991. 136с.

24. Стегний В.Н. Реорганизация структуры интерфазных ядер в онто- и филогенезе малярийных комаров // Докл. АН СССР. 1979. Т. 249. №5. С. 1231-1234.

25. Стегний В.Н., Вассерлауф И.Э. Видовая архитектоника хромосом генеративной ткани и проблема филогенетических отношений, в подгруппе «melanogaster» рода Drosophila (Sophophora) II Генетика. 1994. Т.30. №4. С. 478-483.

26. Стегний В.Н., Шарахова М.В. Системная реорганизация архитектоники1 политенных хромосом^ в онто- и филогенезе малярийных комаров. Структурные особенности зон- прикрепления, хромосом ю ядерной оболочке //Генетика. 1991. Т. 27. №5: С. 828-835.

27. УсовТС.Е., Вассерлауф И.Э., Стегний В.Н. Архитектура ядер трофоцитов яичников Drosophila santomea и D. yakuba на разных стадиях эндорепликации // Вестник ТГУ. Томск: Издательство ТГУ. 2007. №299. С. 212-216.

28. Усов К.Е., Шелковникова Т.А., Вассерлауф И.Э., Стегний В.Н. Молекулярно-цитогенетический анализ прицентромерного гетерохроматина хромосом трофоцитов яичников у видов подгруппы Drosophila melanogaster II Цитология. 2008. Т.50. №12. С. 1044-1049.

29. Фролова C.JI. Структура ядер в слюнных железах некоторых видов Drosophila // Биол. журнал. 1938. Т. 7. С. 703-736.

30. Хвостова В.В. Эндомитоз в питающих клетках насекомых в связи с ролью материнского генотипа в организации яйца // Проблемы генетики висследованиях В. В. Хвостовой // Новосибирск: Издательство Наука. 1980. С. 23-36.

31. Abad J.P. et al. Dodecasatellite: a conserved G+C rich satellite from the centromeric heterochromatin of Drosophila melanogaster II Proc. Nat. Acad. Sci. USA. 1992. V. 89. P. 4663-4667.

32. Adams M.D. et al. The genome sequence of Drosophila melanogaster .// Science. 2000. V. 287. P. 2185-2195.

33. Ananiev E.V., Barsky V.E., Ilyin U.V., Ryzic M.V. The arrangement of transposable elements in the polytene chromosomes of Drosophila melanogaster II Chromosoma. 1984. V. 90. P. 336-377.

34. Ashburner M. Drosophila: A Laboratory Handbook. Cold Spring Harbor Laboratory Press. 1989. P. 1167-1190.

35. Baiborodin S.I. et al. A molecular and cytogenetic analysis of 20p7 fragment DNA from the proximal-heterochromatin of Drosophila melanogaster II Gene. V. 134. №2. P. 175-181.

36. Baricheva E. et al. DNA from Drosophila melanogaster |3-heterochromatin binds specifically to nuclear lamins in vitro and the nuclear envelope in situ II

37. Gene. 1996. V. 171. P. 171-176.

38. Belmont A.S. et al. Lamin В distribution and association with peripheral chromatin revealed by optical sectioning and electron microscopy tomography // J. Cell Biol. 1993. V. 123. №6. P. 1671-1685.

39. Bennetzen J.L., Kellogg E.A. Do plants have a one-way ticket to genomic obesity?//Plant Cell. 1997. №9. p. 1509-1514.

40. Benson G. Tandem Repeats Finder: a programme to analyze DNA sequences //Nucleic acids research. 1999. V.27. №2. P. 573-580.

41. Berghella L., Dimitri P. The heterochromatic rolled gene of Drosophila melanogaster is extensively polytenized and transcriptionally active in the salivary gland chromocenter// Genetics. 1996. V. 144. P. 117-125.

42. Bi'emont C., Cizeron G. Distribution of transposable elements in Drosophila species I I Genetica. 1999. V. 105. P. 43-62.

43. Biemont C. et al. Population dynamics of the copia, mdgl, mdg3, gypsy, and P transposable elements in; a natural population of Drosophila melanogaster '// Genet; Res. 1994. V. 63. P.\ 197-212.

44. Bier, K. Endomitose und; polytanie in den Nahrzellenkernen von Calliphora erythrocephala<Meigen // Chromosomal 1958; №8;.P: 161-166;.

45. Bonneton F., Wegnez M. Developmental variability of metallothionein Mtn gene expression, in the: species of the Drosophila melanogaster subgroup // Dev. Genet. 1995. №16. P. 253-263.

46. Boulesteix Mi, Weiss M., Biemont C. Differences in'Genome Size Between Closely Related Species: The Drosophila melanogaster. Species Subgroup // Mol: Bioli .Evol: 2006. V. 23; №1. P. 162-167.

47. Bowem NJl, McDonald5 J;F. Drosophila achromatic ETR. retrotransposons; are much younger than the host species in which they reside // Genome Research. 2001. V. 11. № 9. P. 1527-1540.

48. Brun M.E. et al. Juxtacentromeric region of human chromosome 21: a boundary between centromeric. heterochromatin and euchromatic chromosome' arms // Gene. 2003. V. 312. P. 41-50.

49. Brutlag D.L. Molecular, arrangement and evolution of heterochromalic DNA // Ann; Rev, Genet.T980. V. 14. P: 121-144. '

50. Caccone A., Moriyama E.N., Gleason J.M. et al. A molecular phylogeny for the Drosophila melanogaster subgroup and the problem of polymorphism: data //Molecular biology and evolution. 1996. №13. P: 1224-1232.

51. Carvalho A.B. Origin and evolution of the Drosophila Y chromosome // Curr. Opin. Genet. Dev. 2002. № 12. P. 664-668.

52. Carvalho C. et al. Chromosomal G-dark bands determine the spatial organization of centromeric heterochromatin in the nucleus // Mol. Biol. Cell. 2001. V. 12. №11. P. 3653-3572.

53. Cizeron G. et al. Distribution of the retrotransposable element 412 in Drosophila species //Mol. Biol. Evol. 1998. V. 15. P. 1589-1599.

54. Clark A.G., Eisen M.B., Smith D.R., Bergman C.M. et al. Evolution of genes and genomes on the Drosophila phylogeny // Nature. 2007. V. 450. №8. P. 203-218.

55. Comings D.E. Arrangement of chromatin in the nucleus // Hum. Genet. 1980. V. 53. №2. P. 131-143.

56. Cordeiro M., Wheeler L., Lee C.S., Kastritsis C.D., Richardson R.H. Heterochromatic chromosomes and satellite DNAs of Drosophila nasutoides 11 Chromosoma. 1975. V. 51. P. 65-73.

57. Corradini N., Rossi F., Giordano E. et al. Drosophila melanogaster as a model for studying protein-encoding genes that are resident in constitutive heterochromatin//Heredity. 2007. V. 98. P. 3-12.

58. Cremer T., Cremer C. Chromosome territories, nuclear architecture and gene regulation in mammalian cells // Nat. Rev. Genet. 2001. V. 2. № 4. P. 292-301.

59. Csink A.K., Henikoff S. Something from nothing: the evolution and utility of satellite repeats // Trends Genet. 1998. V. 14. P. 200-204.

60. Dej K.J., Spradling A.C. The endocycle controls nurse cell polytene chromosome structure during Drosophila oogenesis // Development. 1999. V. 126. P. 293-303.

61. Demerec M. Unstable genes // Bot. Rev. 1935. № 1. P. 233-248.

62. Dernburg A.F., Sedat J.W., Hawley R.S. Direct evidence of a role for heterochromatin in meiotic chromosome segregation // Cell. 1996. V. 86. P. 135-146.

63. Devos K.M., Brown J.K.M., Bennetzen; J.L. Genome; size reduction through illegitimate recombinations counteracts, genome expansion? in Arabidopsis // Genome Res. 2002. №12. P. 1075-1079.

64. Dimitri P., Junakovic N., Area B. Colonization of heterochromatic genes by transposable elements in Drosophila II Mol: Biol: Evoli 2003. V: 20: P: 503-512.: .: ■ '■ •.■,■ ' :■;/■

65. Eickbush T.H:, Malik- H.S., Evolution of retrotransposons. Mobile; DNA II // American; Society of Microbiology Press, Washington, D.C. 2002. P. 11111144.

66. Eissenberg J.C., Reuter G. Cellular Mechanism for Targeting Heterochromatin Formation in Drosophila (Chapter 1) // International Review of Cell and Molecular Biology. 2009; V. 273. P. 1-47.

67. Elgin S.C., Grewal S.I: Heterochromatin: silence is golden // Curr. Biol. 2003.1. V. 13. №23. P: 895-898. ,

68. Elgin S.C.R. Heterochromatin' and gene regulation in Drosophila II Curr. Opin. Genet. Dev. 1996. V. 6. P. 193-202.

69. Endow S., Gall J;S. Differential' replication of satellite DNA in polyploid tissues of Drosophila virilis II Chromosoma. 1975 . V. 50. P. 175-192.

70. Felice B.D., Wilson R.R., Mondola P., Matrone G., Damiano S., Garbi C., Nezi L., Su T.T. Characterization of DIPl, a novel nuclear protein1 in

71. Drosophila melanogaster II Biochemical and Biophysical Research Communications. 2003. V. 307. P. 224-228.

72. Finnegan D.J. Eukaryotic transposable elements and; genome evolution // Trends Genet. 1989. №5. P. 103-107.

73. Gates J., Thummel C.S. An enhancer trap;screen for. ecdysone-inducible genes, required for Drosophila adult leg morphogenesis // Genetics. 2000: V. 156. P. ; 1765-1776.

74. Gatti M., Bonaccorsi S., Pimpinelli S. Looking at Drosophila mitotic chromosomes //Methods Cell Biol. 1994. V. 44. P. 371-391.

75. Gatti M., Pimpinelli S. Functional elements in Drosophila melanogaster Iieterochromatin // Annu. Rev. Genet. 1992. V. 26. P. 239-275:

76. Gentile K.L., Burke W.D., Eickbush Т;Н. Multiple lineages of R1 retrotransposable elements can coexist in the rDNA loci of Drosophila И Mol. Biol. Evol; 2001, V. 18v P. 235-245.

77. Gerasimova Т.Н. et al. A chromatin insulator determines the nuclear localization of DNA//Mol. Cell. 2000. V. 6. №5. P. 1025-1035.

78. Getzenberg R.H. et al. Nuclear structure and the three-dimensional organization of DNA // J. Cell Biochem. 1991. V. 47. №4. P: 289-299:

79. Gregory T.R., Hebert P.D. The modulation of DNA content: proximate causes . and ultimate consequences//Genome Res. 1999; №9. P: 317-324.

80. Grewal S.I., Elgin S.C.R. Heterochromatin: new possibilities for the inheritance of structure 11 Curr. Opin. Genet. Dev. 2002. № 12. P. 178-187.

81. Haupt W. et al. The centromere 1 (CEN1) region of Arabidopsis thaliana: architecture and functional impact of chromatin // Plant J. 2001. V. 27. P. 285296.

82. Heitz E. Das heterochromatin der moose // Jb. wiss. Bot. 1928. V. 69. S. 6281.

83. Heitz E. Uber a- und ß-heterochromatin sowie konstanz und bau der Chromosomen bei Drosophila II Biol. Zentr-Bl. 1934. V. 54. S. 588-609.

84. Henikoff S. Heterochromatin, function in complex genomes II Biochimica et Biophysica Acta. 2000. № 1470i P. 01-08.

85. Henikoff S. Near the edge of a1 chromosomes «black hole» // Trends Genet. 2002. V 8. №4. P. 165-167.

86. Henikoff S.5 Ahmad K., Platero S., Steensel B. Heterochromatic deposition of centromeric histone H3-like proteins // Proc. Natl. Acad. Sei. USA. 2000. V. 97. №2. P. 716-721.

87. Hennig W. Heterochromatin// Chromosoma. 1999. V. 108. №1. P. 1-9.

88. Hochstrasser M., Sedat J.W. Three-dimensional organization of Drosophila melanogaster interphase nuclei. I. Tissue-specific aspects of polytene nuclear architecture // J^ Cell Biol. 1987. V.104. P. 1455-1470.

89. Hood M.E. Repeat-induced point mutation and the population structure of transposable elements in Microbotryum violaceum // Genetics. 2005. V. 170. P. 1081-1089.

90. Horvath J.E., Schwartz S., Eichler E.E. The mosaic structure of human pericentromeric DNA: a strategy for characterizing complex regions of the human genome // Genome Res. 2000. №10. P. 839-852.

91. Hoskins R.A., Smith C. D., Carlson J.W. Heterochromatic sequences in a Drosophila whole-genome shotgun assembly // Genome Biology. 2002. V.3. №12. R0085.l-R0085.16.

92. Jeffs P.S., Holmes E.C., Ashburner M. The molecular evolution of the alcohol dehydrogenase and alcohol dehydrogenase-related genes in the Drosophila melanogaster species subgroup // Mol. Biol. Evol. 1994. V. 11. P. 287-304.

93. Jurka J. Repbase Update: a database and an electronic journal of repetitive elements // Trends in Genetics. 2000. V. 16. №9. P. 418-420.

94. Kaminker J.S. et al. The transposable elements of the Drosophila melanogaster euchromatin: a genomics perspective // Genome Biology. 2002. V. 3. №12. R0084.l-R0084.20.

95. Kapitonov V.V., Jurka J. Helitrons on a roll: eukaryotic rolling-circle transposons // Trends in Genetics. 2007. V. 23. №10. P. 521-529.

96. Kapitonov V.V., Jurka J. Molecular paleontology of transposable elements in the Drosophila melanogaster genome 11 PNAS. 2003. V. 100. № 11. P. 6569-6574.

97. Kapitonov V.V., Jurka J. Rolling-circle transposons in eukaryotes // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 2001. V. 98. P. 8714-8719.

98. Kapitonov V.Y., Jurka J. Self-synthesizing DNA transposons in eukaryotes // PNAS. 2006. V.103. № 12. P. 4540-4545.

99. Kidwell M.G. Transposable elements and the evolution of genome size in eukaryotes // Genetica. 2002. V. 115. P. 49-63.

100. Kidwell M.G., Lisch D.R. Transposable elements and host genome evolution //TREE. 2000. V. 15. №3. P. 95-99.

101. Ko W.Y., David R.M., Akashi H. Molecular phylogeny of the Drosophila melanogaster species subgroup // Jour. Mol. Evol. 2003. V.57. №5. P. 562-573.

102. Koryakov D.E. et al. Alpha and beta heterochromatin in polytene chromosome 2 of Drosophila melanogaster II Chromosoma. 1996. V. 105. P. 310-319.

103. Koryakov D.E., Zhimulev I.F., Dimitri P. Cytogenetic Analysis of the Third Chromosome Heterochromatin of Drosophila melanogaster II Genetics. 2002. V. 160. P. 509-517.

104. Kuln R.M., Clarke- L., Carbon J. Clustered tRNA genes in Schizosaccharomyces pombe centromeric DNA sequence repeats // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 1991. V. 88. P: 1306-1310.

105. Kumekawa N. et al. The size and sequence organization of the centromeric region of Arabidopsis thaliana chromosome 5 // DNA Res. 2000. V. 7. P. 315-321.

106. Lachaise D., Benassi V. Evolutionary novelties in islands: Drosophila santomea, a new melanogaster sister species from Sao Tome // Evolution. 2000. P. 1487-1495.

107. Lachaise D., Cariou M:L., David J.R. Historical Biogeography of the Drosophila melanogaster species subgroup // Evol Biol. 1988. V. 22. P. 159225.

108. Lachaise D., David J.R., Lemeunier F. et al. The reproductive relationships of Drosophila sechellia with D. mauritiana, D. simulans and D. melanogaster from the Afrotropical region // Evolution. 1986. V. 40. P. 262271.

109. Lachotia S.C., Jacob J. EM autoradiographic studies on polytene nuclei of Drosophila melanogaster. II. Organization and transcriptase activity of the chromocentre I I Exp. Cell Res. 1974. V. 86. P. 253-263.

110. Leach T.J:, Chotkowski H.L., Wotring M.G., Dilwith R.L., Glaser R.L. Replication of Heterochromatin and Structure of Polytene Chromosomes // Molecular and Cellular Biology. 2000. V. 20. №17. P. 6308-6316.

111. Lemeunier F., Ashburner M. Relationships within the melanogaster species subgroup of the genus Drosophila {Sophophora): IV. The chromosome of two new species 11 Chromosoma. 1984. V. 89. P. 343-351.

112. Lohe A.R., Hilliker A.G. Return of the II-word (heterochromatin) II Cuit. Opin. Genet. Dev. 1995. V. 5. №6 P. 746-755.

113. Lohe: A.R., Roberts; P.A. Evolution of DNA in. heterochromatin: the Drosophila melanogaster sibling species ■ subgroup as a resource // Genetica. 2000: ¥.109: P. 125-130:

114. LozovskayaiE.R. etal: Genome size as a mutation-selection-drift process //GenesiGenet: Syst. 1999: V. 74; PI 201-207.

115. Luderus M.E. et al. Binding of matrix attachment regions to lamin B1 // . Cell: 1992: V. 70: P: 949^959:; ,

116. Mal'ceva N.I., Zhimulev I.F. Extent of polyteny: in; the; pericentric. . heterochromatin^ of polytene chromosomes of pseudonurse cells of otu (ovariantumor) mutants of Drosophila melanogaster II Mol: Gen. Genet. 1993. V. 240. P. 273-276.

117. Marshall W.F. et al. Specific interactions of chromatin with the nuclear envelope: positional determination, within the nucleus in Drosophila melanogaster II MoL Biol: Cell. 1996. V. 7. №5; P. 825-842:

118. Matsuo Y., Inomata N. Evolution of the amylase isozymes in the Drosophila melanogaster species; subgroup // Biochemical genetic. 1999. V. 37. P. 289-300.

119. Matzke M.A. et al. A 41-42 bp tandemly repeated sequence isolated from nuclear envelopes of chicken erytrocytes is located; predominantly on microchromosomes // Chromosoma. 1990. V. 99. P. 131-137.

120. Miklos G.L.G., Yamomoto M., Davies J., Pirrotta V. Microcloning reveals high frequency of repetitive sequences characteristic of chromosome 4 and heterochromatin of Drosophila melanogaster // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 1988. V. 85. P. 2051-2055.

121. Moritz, K.B., Roth, G.E. Complexity of germline and somatic DNA in Ascaris //Nature. 1976. Y. 259. P. 55-57.

122. Moriyama E.N., Petrov D.A., Haiti D.L. Genome size and intron size in Drosophila // Mol. Biol. Evol. 1998. V. 15. P. 770-773.

123. Moschetti R., Caggese C., Barsanti P., Caizzi R. Intra- and interspecies variation among Bari-1 elements of the melanogaster species group // Genetics. 1998. V.150. P. 239-250.

124. Nabirochkin S. et al. Scaffold Attachment Region Co-Localizes with the gypsy Retrotransposon Insulator Sequense // J. Biol. Chem. 1998. V. 23. P. 247-273.

125. Nagaki K et al., Sequencing of a rice centromere uncovers active genes // Nat. Genet. 2004. V. 36. P. 138-145.

126. O'Grady P.M., Baker R.H., Durando C.M. et al. Polytene chromosomes as indicators of phylogeny in several species groups of Drosophila U Evolutionary Biology. 2001. V. 1. №6.

127. Paddy M.R. et al. Interphase nuclear envelope lamins form a discontinuous network that interacts with only a fraction of the chromatin in the nuclear periphery // Cell. 1990. V. 62. №1. P. 89-106.

128. Painter T.S., Reindorp E.C. Endomitosis in the nurse cells of the ovary of Drosophila melanogaster II Chromosoma. 1939. Bd. 1. S. 276-283.

129. Parsch J. Selective constraints on intron evolution in Drosophila II Genetics. 2003. V. 165. P. 1843-1851.

130. Petrov D.A. Evolution of genome size: new approaches to an old problem // Trends in Genetics. 2001. V.17. №1. P.23-28.

131. Pimpinelli S. Transposable elements are stable structural components of Drosophila melanogaster heterochromatin // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 1995. V. 92. P. 3804-3808.

132. Pimpinelli S., Wakimoto B.T. Expanding the boundaries of heterochromatin // Genetica. 2003. V. 117. P. 111-116.

133. Pinsker W., Haring E., Hagemann S., Miller W.J. The evolutionary life histoiy of P transposons: from horizontal invaders to domesticated neogenes // Chromosoma. 2001. V. 110. P. 148-158.

134. Plasterk R.H., Izsvak Z., Ivies Z. Resident aliens: the Tcl/mariner superfamily of transposable elements // Trends Genet. 1999. V. 15. P. 326-332.

135. Plath K et al. Role of Histone H3 Lysine 27 Methylation in X Inactivation // Science. 2003. V. 300. №5616. P. 131-135

136. Plath K et al. Xist RNA and the mechanism of X chromosome inactivation // Annu. Rev. Genet. 2002. V. 36. P. 233-278.

137. Plohl M., Luchetti A., Mestrovic N., Mantovani B. Satellite DNAs between selfishness and functionality: Structure, genomics and evolution of tandem repeats in centromeric (hetero)chromatin // Gene. 2008. V. 409. P. 7282.

138. Poulter R.T., Goodwin T.J., Butler M.I. Vertebrate helentrons and other novel Helitrons II Gene. 2003. V. 313. P. 201-212.

139. Pritham E.J., Putliwala T., Feschotte C. Mavericks, a novel class of giant transposable elements widespread in eukaryotes and related to DNA viruses // Gene. 2006. P. 1016-1025.

140. Pyrpasopoulou A. et al. The lamin B receptor (LBR) provides essential chromatin docking sites at the nuclear envelope // EMBO J. 1996. V. 15. №24. P. 7108-7119.

141. Redi C.A., Garagna S., Zacharias H., Zuccotti M., Capanna E. The other chromatin //Chromosoma. 2001. V. 110. №3. P. 136-147.

142. Ribbert D. Chromomeres and puffing in experimentally induced polytene chromosomes of Calliphora erythrocephala I I Chromosoma. 1979. V. 74. P. 269-298.

143. Ritossa F.M., Spiegelman S. Localization of DNA complementary to ribosomal RNA in the nucleolus organizer region of D. melanogaster // Proc. Nat. Acad. Sci. USA. 1965. V. 53. P. 737-745.

144. Schlotterer C., Hauser M.T., Haeseler. A., Tautz D. Comparative evolutionary analysis of rDNA ITS regions in Drosophila II Mol. Biol. Evol. 1994. V. 11. P. 513-522.

145. Schmidt T., Heslop-Harrison J.S. Genomes, genes and junk: the large-scale organization of plant chromosomes // Trends in plant science perspectives. 1998. V. 3. №5. P. 195-199.

146. Schueler M.G. et al. Genomic and genetic definition of a functional human centromere // Science. 2001. V. 294. P. 109-115.

147. Schulze S.R. et al. Heterochromatic Genes in Drosophila: A Comparative Analysis of Two Genes // Genetics. 2006. V.173. P. 1433-1445.

148. Shao H., Tu Z. Expanding the diversity of the IS630-Tcl-mariner superfamily: discovery of a unique DD37E transposon and reclassification of the DD37D and DD39D transposons // Genetics. 2001. V. 159. P. 1103-1115.

149. Sherwood S.W., Patton J.L. Genome evolution in pocket gophers (genus Thomomys). II. Variation in cellular DNA content // Chromosoma. 1982. V. 85. P. 163-179.

150. Shirasu K., Schulman A.H., Lahaye T., Schulze-Lefert P. A contiguous 66-kb barley DNA sequence provides evidence for reversible genome expansion // Genome Res. 2000. V. 10. P. 908-915.

151. Smith C.D. et al. The Release 5.1 Annotation of Drosophila melanogaster Heterochromatin// Science. 2007. V. 316. P. 1586-1591.

152. Smith Ch.D., Edgar R.C. et al. Improved repeat identification and masking in Dipterans II Gene. 2007. V. 389. P. 1-9.

153. Strachan T. et al. Modes and rates of change of complex DNA families of Drosophila // J. Mol. Biol. 1982. V. 158. P. 37-54.

154. Strausbaugh L.D. et al. High density of an SAR-associated motif differentiates heterochromatin from euchromatin // J. Theor. Biol. 1996. V. 183. №2. P. 159-167.

155. Sun X. et al. Sequence analysis of a functional Drosophila centromere // Genome Res. 2003. V. 13. P. 182-194.

156. Takano-Shimizu T. Local changes in GC/AT substitution biases and in crossover frequencies on Drosophila chromosomes // Mol. Biol. Evol. 2000. V. 18. P. 678-687.

157. Takano-Shimizu T. Local recombination and mutation1 effects on molecular evolution in Drosophila II Genetics. 1999. V. 153. P. 1285-1296.

158. The Arabidopsis Genome Initiative: Analysis of the genome sequence of the flowering plant Arabidopsis thaliana II Nature. 2000. V. 408. P. 796-815.

159. Thompson-Stewart D. A transposable element can drive the concerted evolution of tandemly repetitious DNA // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 1994. V. 91. P. 9042-9046.

160. Traverse K.L., Pardue M.L. Studies of He-T DNA sequences in the pericentric regions of Drosophila chromosomes // Chromosoma. 1989. V. 97. P. 261-271.

161. Ugarkovic D., Plohl M. Variation in satellite DNA profiles causes and effects // The EMBO Journal. 2002. V. 21. P. 5955-5959.

162. Vaury C., Bucheton A., Pelisson A. The (3-heterochromatic sequences flanking the /- elements are themselves defective transposable elements // Chromosoma. 1989. V. 98: №3. P. 215-224. •

163. Volff J.N;, Hornung U., Schartl M. Fish retroposons related' to the-Penelope element of Drosophila virilis define a new. group of retrotransposable- elements //Mol. Genet. Genomics. 2001. V. 265. P. 711-720. .

164. Wang S; . et al: Analysis of repetitive1 DNA^ distribution" patterhsvini the Tribolium castaneuim genome // Genome1 Biology. 20081. V. 9. №3. R61.11. R61.14.

165. Weiler K.S., Wakimoto B.T. Heterochromatin and gene expression in Drosophila II Annu.,Rev. Genet. 1995. V.,29: P. 577-605.

166. Wilder J., Hollocher H. Mobile' elements; andr the genesis of microsatellites.in Dipterans // Mol: Biol. Evol. 2001. V. 18. № 3. P. 384-392.

167. Yang J.W. et al. Human minichromosomes with minimal centromeres // Hum. Mol. Genet. 2000. V. 9. P. 1891-1902.

168. Yasuhara J.C., DeCrease G.H., Wakimoto B.T. Evolution of heterochromatic genes of Drosophila II PNAS. 2005. V. 102. №31. P: 1095810963.

169. Yasuhara J.C., Wakimoto B.T. Oxymoron no more the expanding world of heterochromatic genes // Trends in Genetics. 2006. V. 22. №6. P. 330-338.

170. Zhang P., Spradling A.C. Thq Drosophila salivary gland chromocenter contains highly politenized subdomains of mitotic heterochromatin // Genetics. 1995. V. 139. P. 659-670.1. M19 '

171. Zhimulev I.F., Belyaeva E.S. Intercalary heterochromatin and genetic silencing // BioEssays. 2003. V. 25. P. 1040-1051.

172. Zink D., Cremer T. Chromosome dynamics in nuclei of living cells // Curr. Biol. 1998. V. 8. P. 321-324.

Информация о работе

Усов, Константин Евгеньевич
кандидата биологических наук
Томск, 2010
ВАК 03.02.07

Диссертация

Молекулярно-цитогенетическая характеристика прицентромерного гетерохроматина у близкородственных видов подгруппы Melanogaster рода Drosophila (Diptera) - тема диссертации по биологии, скачайте бесплатно

Автореферат

Похожие работы